Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Кальцитонин представляет собой пептидный гормон из 32 аминокислот, который секретируется парафолликулярными клетками (также известными как С-клетки) щитовидной железы человека и многих других животных в ультимофарингеальном теле . [3] Он снижает содержание кальция в крови (Ca 2+ ), противодействуя воздействию паратироидного гормона (ПТГ). [4]

Кальцитонин был обнаружен у рыб, рептилий , птиц и млекопитающих . Его значение для людей не было так хорошо установлено, как его значение для других животных, поскольку его функция обычно не имеет значения в регуляции нормального гомеостаза кальция . [5] Он принадлежит к семейству кальцитониноподобных белков .

Исторически кальцитонин также назывался тиреокальцитонином.

Биосинтез и регуляция [ править ]

Кальцитонин образуется в результате протеолитического расщепления более крупного препропептида , который является продуктом гена CALC1 ( CALCA ). Он функционально является антагонистом ПТГ и витамина D3. Ген CALC1 принадлежит к суперсемейству предшественников родственных белковых гормонов, включая белок-предшественник островкового амилоида , связанный с геном кальцитонин пептид и предшественник адреномедуллина .

Секреция кальцитонина стимулируется:

  • увеличение сыворотки [Ca 2+ ] [6]
  • гастрин и пентагастрин . [7]

Функция [ править ]

Гормон участвует в метаболизме кальция (Ca 2+ ) и фосфора . Кальцитонин во многих отношениях противодействует паратиреоидному гормону (ПТГ) и витамину D.

В частности, кальцитонин снижает уровень Ca 2+ в крови двумя способами:

  • Основной эффект: подавляет активность остеокластов в костях , которые разрушают кость [8]
  • Незначительный эффект: подавляет реабсорбцию Ca 2+ и фосфата клетками почечных канальцев , позволяя им выводиться с мочой [9] [10]

Высокие концентрации кальцитонина могут увеличивать выведение с мочой кальция и фосфата через почечные канальцы. [11], что привело к выраженной гипокальциемии. Однако это незначительный эффект, не имеющий физиологического значения для человека. Это также кратковременный эффект, поскольку почки становятся устойчивыми к кальцитонину, о чем свидетельствует неизменное выведение кальция почками у пациентов с опухолями щитовидной железы, которые выделяют чрезмерное количество кальцитонина. [12]

Благодаря своему скелетосохраняющему действию кальцитонин защищает от потери кальция из скелета в периоды мобилизации кальция, такие как беременность и, особенно, кормление грудью . Защитные механизмы включают прямое ингибирование резорбции костной ткани и косвенный эффект через ингибирование высвобождения пролактина из гипофиза. Причина в том, что пролактин вызывает высвобождение родственного ПТГ пептида, который усиливает резорбцию костей, но все еще исследуются., [13] [14] [15]

Другие эффекты заключаются в предотвращении постпрандиальной гиперкальциемии, вызванной абсорбцией Са 2+ . Кроме того, кальцитонин подавляет потребление пищи крысами и обезьянами и может оказывать действие на ЦНС, включая регулирование кормления и аппетита.

Кальцитонин снижает содержание кальция и фосфора в крови, главным образом, за счет ингибирования остеокластов. Остеобласты не имеют рецепторов кальцитонина и поэтому не зависят напрямую от уровня кальцитонина. Однако, поскольку резорбция кости и формирование кости являются связанными процессами, в конечном итоге ингибирование кальцитонином активности остеокластов приводит к увеличению активности остеобластов (как косвенный эффект). [12]

Рецептор [ править ]

Кальцитонин рецепторы , локализованные на остеокласты , [16] почку и область мозга, является G-белком рецептора . Он связывается G s с аденилатциклазой и, таким образом, с образованием цАМФ в клетках-мишенях. Это может также повлиять на яичники у женщин и яички у мужчин.

Открытие [ править ]

Кальцитонин был впервые очищен в 1962 году Дугласом Гарольдом Коппом и Б. Чейни в Университете Британской Колумбии , Канада. [17] Первоначально думал, секретируется в паращитовидных железах , но показали Iain Макинтайра и его команды в Королевском послевузовскоге Медицинской школе, Лондон, чтобы быть выделяемым парафолликулярными клетками в щитовидной железе . [18] Доктор Копп назвал обнаруженный гормон кальцитонином из-за его роли в «поддержании нормального тонуса кальция». [17]

Медицинское значение [ править ]

Анализ кальцитонина используется для выявления пациентов с узловыми заболеваниями щитовидной железы. Это полезно для ранней диагностики медуллярной карциномы щитовидной железы. Злокачественное новообразование парафолликулярных клеток, то есть медуллярный рак щитовидной железы, обычно вызывает повышенный уровень кальцитонина в сыворотке. Прогноз MTC зависит от раннего выявления и лечения.

Фармакология [ править ]

Кальцитонин лосося используется для лечения:

  • Постменопаузальный остеопороз
  • Гиперкальциемия
  • Болезнь Педжета
  • Костные метастазы
  • Фантомная боль в конечностях [19]

Это было исследовано как возможное безоперационное лечение стеноза позвоночника . [20]

Следующая информация взята из Сборника электронных лекарств Великобритании [21]

Общие характеристики действующего вещества [ править ]

Кальцитонин лосося быстро всасывается и выводится из организма. Пиковые концентрации в плазме достигаются в течение первого часа после приема.

Исследования на животных показали, что кальцитонин метаболизируется в основном путем протеолиза в почках после парентерального введения. Метаболиты не обладают специфической биологической активностью кальцитонина. Биодоступность после подкожной и внутримышечной инъекции у людей высока и одинакова для двух способов введения (71% и 66% соответственно).

Кальцитонин имеет короткие периоды полувыведения, составляющие 10–15 минут и 50–80 минут, соответственно. Кальцитонин лосося в основном и почти исключительно разлагается в почках, образуя фармакологически неактивные фрагменты молекулы. Следовательно, метаболический клиренс у пациентов с терминальной почечной недостаточностью намного ниже, чем у здоровых людей. Однако клиническая значимость этого открытия не известна. Связывание с белками плазмы составляет от 30% до 40%.

Характеристики пациентов [ править ]

Существует взаимосвязь между подкожной дозой кальцитонина и пиковыми концентрациями в плазме. После парентерального введения 100 МЕ кальцитонина пиковая концентрация в плазме составляет примерно от 200 до 400 пг / мл. Более высокие уровни в крови могут быть связаны с учащением тошноты, рвоты и секреторной диареи.

Доклинические данные по безопасности [ править ]

Обычные долгосрочные исследования токсичности, репродукции, мутагенности и канцерогенности были выполнены на лабораторных животных. Кальцитонин лосося не обладает эмбриотоксическим, тератогенным и мутагенным действием.

Сообщалось о повышении частоты аденом гипофиза у крыс, получавших синтетический кальцитонин лосося в течение 1 года. Это считается видоспецифическим эффектом и не имеет клинического значения. [22] Кальцитонин лосося не проникает через плацентарный барьер.

У кормящих животных, получавших кальцитонин, наблюдалось подавление выработки молока. Кальцитонин выделяется с молоком.

Фармацевтическое производство [ править ]

Кальцитонин выделяли из ультимобранхиальных желез (щитовидно-подобных желез) рыб, особенно лосося. Кальцитонин лосося похож на человеческий кальцитонин, но более активен. В настоящее время его получают либо с помощью технологии рекомбинантной ДНК, либо путем химического синтеза пептидов . Было продемонстрировано, что фармакологические свойства синтетических и рекомбинантных пептидов качественно и количественно эквивалентны. [21]

Использование кальцитонина [ править ]

Лечение [ править ]

Кальцитонин, влияющий на позвоночник.

Кальцитонин можно использовать терапевтически для лечения гиперкальциемии или остеопороза . [23] В недавнем клиническом исследовании подкожные инъекции кальцитонина снизили частоту переломов и уменьшили уменьшение костной массы у женщин с диабетом 2 типа, осложненным остеопорозом. [24]

Подкожные инъекции кальцитонина пациентам, страдающим манией, привели к значительному снижению раздражительности, эйфории и гиперактивности, и, следовательно, кальцитонин перспективен для лечения биполярного расстройства . [25] Однако о дальнейших исследованиях этого потенциального применения кальцитонина не сообщалось.

Диагностика [ править ]

Он может использоваться диагностически в качестве онкомаркера для медуллярного рака щитовидной железы , при котором могут присутствовать высокие уровни кальцитонина, а повышенные уровни после операции могут указывать на рецидив. Он даже может быть использован на биопсию образцов из подозрительных поражений (например, лимфатические узлы , которые опухшие ) , чтобы установить , являются ли они метастазами оригинального рака.

Пороговые значения для кальцитонина для различения случаев медуллярного рака щитовидной железы были предложены следующим образом, при этом более высокое значение увеличивает подозрение на медуллярный рак щитовидной железы: [26]

  • женщины: 5 нг / л или пг / мл
  • мужчины: 12 нг / л или пг / мл
  • дети до 6 месяцев: 40 нг / л или пг / мл
  • дети от 6 месяцев до 3 лет: 15 нг / л или пг / мл

В возрасте старше 3 лет можно использовать обрезки для взрослых.

Сообщалось также о повышенных уровнях кальцитонина при различных других состояниях. К ним относятся: С-клеточная гиперплазия , овсяноклеточная карцинома, не относящаяся к щитовидной железе, карцинома не щитовидной железы и другие злокачественные новообразования, не связанные с щитовидной железой, острое повреждение почек и хроническая почечная недостаточность , гиперкальциемия , гипергастринемия и другие желудочно-кишечные расстройства, а также болезни легких . [27]

Структура [ править ]

Кальцитонин представляет собой полипептидный гормон из 32 аминокислот с молекулярной массой 3454,93 дальтон. Его структура состоит из единственной альфа-спирали. [28] Альтернативный сплайсинг гена, кодирующего кальцитонин, дает отдаленно родственный пептид из 37 аминокислот, называемый пептидом, родственным гену кальцитонина (CGRP), бета-типа. [29]

Ниже приведены аминокислотные последовательности кальцитонина лосося и человека: [ необходима ссылка ] [30]

  • лосось:

Cys-Ser-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Val-Leu-Gly-Lys-Leu-Ser-Gln-Glu-Leu-His-Lys-Leu-Gln-Thr-Tyr-Pro-Arg-Thr- Asn-Thr-Gly-Ser-Gly-Thr-Pro

  • человек:

Cys-Gly-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Met-Leu-Gly-Thr-Tyr-Thr-Gln-Asp-Phe-Asn-Lys-Phe-His-Thr-Phe-Pro-Gln-Thr- Ала-Иль-Глы-Вал-Глы-Ала-Про

По сравнению с кальцитонином лосося, кальцитонин человека отличается по 16 остаткам.

См. Также [ править ]

  • Прокальцитонин

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000110680 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  3. ^ Костофф А. "Раздел 5, Глава 6: Анатомия, структура и синтез кальцитонина (CT)" . Эндокринология: гормональный контроль кальция и фосфатов . Медицинский колледж Джорджии. Архивировано из оригинального 5 сентября 2008 года . Проверено 7 августа 2008 .
  4. ^ Бор WF, Boulpaep EL (2004). «Глава эндокринной системы». Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Эльзевир / Сондерс. ISBN 1-4160-2328-3.
  5. ^ Костофф А. "Раздел 5, Глава 6: Биологические действия CT" . Медицинский колледж Джорджии. Архивировано из оригинала 5 июля 2008 года . Проверено 7 августа 2008 .
  6. ^ Костанцо, Линда С. (2007). BRS Physiology . Липпинкотт, Уильямс и Уилкинс. С.  263 . ISBN 978-0-7817-7311-9.
  7. ^ Эрдоган MF, Gürsoy A, Kulaksizoglu M (октябрь 2006). «Долгосрочные эффекты повышенного уровня гастрина на секрецию кальцитонина». J. Endocrinol. Инвестируйте . 29 (9): 771–5. DOI : 10.1007 / BF03347369 . PMID 17114906 . S2CID 41798141 .  
  8. ^ Костофф А. «Раздел 5, Глава 6: Влияние компьютерной томографии на кости» . Медицинский колледж Джорджии. Архивировано из оригинального 22 июня 2008 года . Проверено 7 августа 2008 .
  9. ^ Потс Дж, Jüppner Н (2008). «Глава 353. Нарушения паращитовидной железы и гомеостаза кальция». В: Longo DL, Kasper DL, Jameson JL, Fauci AS, Hauser SL, Loscalzo J (ред.). Принципы внутренней медицины Харрисона (18-е изд.). Макгроу-Хилл. Архивировано из оригинала на 2017-05-08 . Проверено 29 мая 2017 .
  10. ^ Rhoades R (2009). Медицинская физиология: принципы клинической медицины . Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-6852-8.
  11. Перейти ↑ Carney SL (1997). «Кальцитонин и почечный транспорт кальция и электролитов человека». Метаболизм минералов и электролитов . 23 (1): 43–7. PMID 9058369 . 
  12. ^ а б Гудман HM (2009). Основы медицинской эндокринологии (Четвертое изд.). Эльзевир. ISBN 978-0-12-373975-9.
  13. ^ Хорвиц MJ, Tedesco MB, Sereika С.М., Сайед М.А., Garcia-Ocaña A, Bisello A, Холлис BW, Розен CJ, Wysolmerski JJ, Dann P, Gundberg C, Стюарт Ф. (октябрь 2005). «Непрерывная инфузия PTH и PTHrP вызывает подавление образования костей и дискордантное воздействие на 1,25 (OH) 2 витамина D» . J. Bone Miner. Res . 20 (10): 1792–803. DOI : 10,1359 / JBMR.050602 . PMID 16160737 . S2CID 25594820 .  
  14. ^ Davey RA, Turner AG, McManus JF, Chiu WS, Tjahyono F, Moore AJ, Atkins GJ, Anderson PH, Ma C, Glatt V, MacLean HE, Vincent C, Bouxsein M, Morris HA, Findlay DM, Zajac JD (август 2008 г.). «Рецептор кальцитонина играет физиологическую роль в защите от гиперкальциемии у мышей» . J. Bone Miner. Res . 23 (8): 1182–93. DOI : 10,1359 / jbmr.080310 . PMC 2680171 . PMID 18627265 .  
  15. ^ Вудро JP, Шарп CJ, Фадж NJ, Hoff А.О., Gagel РФ, Ковач CS (сентябрь 2006). «Кальцитонин играет решающую роль в регулировании минерального обмена в костях во время лактации» . Эндокринология . 147 (9): 4010–21. DOI : 10.1210 / en.2005-1616 . PMID 16675524 . 
  16. ^ Nicholson GC, Мозли JM, Sexton PM, Мендельсон Ф., Мартин TJ (август 1986). «Обильные рецепторы кальцитонина в изолированных остеокластах крысы. Биохимические и авторадиографические характеристики» . J. Clin. Инвестируйте . 78 (2): 355–60. DOI : 10.1172 / JCI112584 . PMC 423551 . PMID 3016026 .  
  17. ^ a b Копп Д.Х., Чейни Б. (январь 1962 г.). «Кальцитонин - гормон паращитовидной железы, который снижает уровень кальция в крови». Природа . 193 (4813): 381–2. DOI : 10.1038 / 193381a0 . PMID 13881213 . S2CID 4292938 .  
  18. ^ Фостер Г.В., Baghdiantz A, Кумар М.А., натяжные E, Солиман HA, Макинтайр I (июнь 1964). «Кальцитонин тироидного происхождения». Природа . 202 (4939): 1303–5. DOI : 10.1038 / 2021303a0 . PMID 14210962 . S2CID 2443410 .  
  19. Wall GC, Heyneman CA (апрель 1999 г.). «Кальцитонин при фантомной боли в конечностях». Летопись фармакотерапии . 33 (4): 499–501. DOI : 10,1345 / aph.18204 . PMID 10332543 . S2CID 30651328 .  
  20. Tran DQ, Duong S, Finlayson RJ (июль 2010 г.). «Стеноз поясничного отдела позвоночника: краткий обзор консервативного лечения» . Может J Anaesth . 57 (7): 694–703. DOI : 10.1007 / s12630-010-9315-3 . PMID 20428988 . 
  21. ^ a b "Электронный сборник лекарств" . Архивировано из оригинала на 2005-11-08 . Проверено 7 августа 2008 .
  22. ^ "Инъекционный кальцитонин лосося" (PDF) .
  23. ^ Инцерилло AM, Зайди M, Huang CL (2004). «Кальцитонин: физиологические действия и клиническое применение». Журнал детской эндокринологии и метаболизма . 17 (7): 931–40. DOI : 10.1007 / s00198-015-3149-3 . PMID 15301040 . S2CID 23551343 .  
  24. ^ Dexue л, Yueyue Z (ноябрь 2014). «Кальцитонин лосося в лечении пожилых женщин с сахарным диабетом 2 типа, осложненным остеопорозом». Pak J Pharm Sci . 27 (6 Suppl): 2079–81. PMID 25410076 . 
  25. ^ Vik A, Yatham LN (март 1998). «Кальцитонин и биполярное расстройство: пересмотренная гипотеза» . Журнал психиатрии и неврологии . 23 (2): 109–17. PMC 1188909 . PMID 9549251 .  
  26. ^ Basuyau JP, Маллет E, Leroy M, Brunelle P (октябрь 2004). «Референсные интервалы для сывороточного кальцитонина у мужчин, женщин и детей» . Clin. Chem . 50 (10): 1828–30. DOI : 10,1373 / clinchem.2003.026963 . PMID 15388660 . 
  27. ^ Буртис CA, Ashwood ER, Брунс DE (2012). Учебник Тиц по клинической химии и молекулярной диагностике (5-е изд.). Elsevier Saunders. п. 1774. ISBN. 978-1-4160-6164-9.
  28. ^ Андреотти G, Мендес BL, Amodeo P, Морелли MA, Nakamuta H, Мотта A (август 2006). «Структурные детерминанты биоактивности кальцитонина лосося: роль амфипатической альфа-спирали на основе Leu» . J. Biol. Chem . 281 (34): 24193–203. DOI : 10.1074 / jbc.M603528200 . PMID 16766525 . 
  29. ^ "Аннотация домена кальцитонина" . SMART (простой инструмент исследования модульной архитектуры) . embl-heidelberg.de . Проверено 22 февраля 2009 .
  30. ^ "Калицитонин лосося" . prospecbio .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Макинтайр И., Алевизаки М., Бевис П.Дж., Заиди М. (апрель 1987 г.). «Кальцитонин и пептиды из гена кальцитонина». Клиническая ортопедия и родственные исследования (217): 45–55. DOI : 10.1097 / 00003086-198704000-00007 . PMID  3549095 .
  • Di Angelantonio S, Giniatullin R, Costa V, Sokolova E, Nistri A (июль 2003 г.). «Модуляция нейрональных никотиновых рецепторов нейропептидами CGRP и веществом P на вегетативных нервных клетках» . Британский журнал фармакологии . 139 (6): 1061–73. DOI : 10.1038 / sj.bjp.0705337 . PMC  1573932 . PMID  12871824 .
  • Финдли DM, Sexton PM (декабрь 2004 г.). «Кальцитонин». Факторы роста . 22 (4): 217–24. DOI : 10.1080 / 08977190410001728033 . PMID  15621724 . S2CID  218910711 .
  • Спонхольц К., Сакр Ю., Рейнхарт К., Брюнхорст Ф (2007). «Диагностическая ценность и прогностическое значение прокальцитонина в сыворотке крови после кардиохирургии: систематический обзор литературы» . Критическая помощь . 10 (5): R145. DOI : 10.1186 / cc5067 . PMC  1751067 . PMID  17038199 .
  • Schneider HG, Lam QT (август 2007 г.). «Прокальцитонин для клинической лаборатории: обзор». Патология . 39 (4): 383–90. DOI : 10.1080 / 00313020701444564 . PMID  17676478 . S2CID  28018130 .
  • Грани Дж., Неска А., Дель Сордо М., Кальванез А., Карботта Дж., Бьянкини М., Фумарола А. (июнь 2012 г.). «Интерпретация сывороточного кальцитонина у пациентов с хроническим аутоиммунным тиреоидитом» . Эндокринный рак . Bioscientifica . 19 (3): 345–9. DOI : 10.1530 / ERC-12-0013 . PMID  22399011 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Белок кальцитонина
  • Кальцитонин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)