קלציטריול

קלציטריול (באנגלית: Calcitriol) או בשמו האחר – 1,25 דיהידרוקסיויטמין D, הוא הנגזרת הפעילה של ויטמין D ומשמש כהורמון הסטרואידי העיקרי אשר מעורב בוויסות משק המינרלים בגוף, אחראי לספיגת סידן במעי, מגביר את ביטויו של הקולטן לסידן בכליה ומעצים את פעילותו של ההורמון הפרתירואידי PTH להגברת ספיגה של סידן בכליה. בעל תפקידים נוספים הקשורים לתהליכי בנייה ופירוק של העצם.

 היווצרותו של הקלציטריול 
מקור ויטמין D בגוף מייצור עצמי בעיקר בעור, בהשפעת קרני שמש אולטרה סגולות. חשיפה קצרה לאור השמש מקבילה לצריכה של כ-200 יחידות ויטמין D. כולקלציפרול (Cholecalciferol) המכונה גם קלציטריול הוא הסוג העיקרי של ויטמין D שצורתו הפעילה מתקבלת בעקבות חשיפה לקרני השמש האולטרה סגולות מסוג UVB המהוות את המקור המרכזי לוויטמין D3 בגוף, ולאחריהן קיימים גם מקורות בתזונה של מזון מהחי ומתוספי תזונה על בסיס ויטמין D3. הקרניים האולטרסגוליות-UVB פותחים  את טבעת B של מבנה הכולסטרול בתרכובת העורית ליצירת פרה-ויטמין D. פרה ויטמין D עובר שינוי תרמי. מקור החום הוא חום הגוף שהופך את הפרה-ויטמין D לויטמין D, החודר למחזור הדם ונישא על ידי הגלובולין-שהוא חלבון קושר ויטמין  (Gc-globulin) אל הכבד. ויטמין D2 המכונה ארגוקלציפרול (Ergocalciferol) מצוי במקורות צמחיים כגון פטריות, אך הוא אינו פעיל בגוף באותה ברמה של ויטמין D3. ויטמין D3 פעיל מעל פי 3 מויטמין D2. ויטמין D2 מתפנה מהגוף מהר יותר מויטמין D3. 

לאחר שויטמין D נוצר בשכבות הפנימיות של העור או לאחר ספיגתו ממזון ומתוספים, הוא חייב לעבור שני שינויים ביוכימיים כדי להפוך לפעיל:ממוזער|מכניזם הפעילות המטבולית של ויטמין D

בכבד עובר הוויטמין הידרוקסילציה בעמדה 25, על ידי אנזימים ציטוכרומיים. הנגזרת העיקרית הנוצרת, הקלצידיול, (או 25 הידרוקסיויטמין D) היא הנגזרת העיקרית של ויטמין D במחזור הדם ובמאגרים השונים של הגוף. לצורך הפיכת הקלצידיול להורמון הפעיל, הקלציטריול, נחוצה פעולת הידרוקסילציה נוספת המתרחשת בכליה. הקלצידיול מגיע לתאי אבובית הכליה ונקשר לקולטן מגלין  בדופן תא האבובית המקורבת. לאחר אנדוציטוזיס של קלצידיול לתוך התא, מתבצעות פעוללות של הידרוקסילציה נוספת על ידי האנזים 1 אלפא הידרוקסילאז,  וכך מתקבל ההורמון הפעיל קלציטריול. יצוין כי מלבד ייצורו העיקרי בכליה, מיוצר קלציטריול גם ברקמות שאינן כלייתיות, כגון רקמת העצם, מקרופאגים ולימפוציטים. עם זאת, ייצורו ברקמות אלו אינו תורם לרמת קלציטריול גבוהה יותר בדם, ואינו פעיל בוויסות המינרלים בגוף במצב תקין. עם זאת, כאשר קיימות מחלות שונות, כגון, מחלות גרנולומטיות או לימפומות, קיימת יצירת קלציטריול בעודף ובעיקר בלימפומה מסוג B,  הגורמת לספיגה מופרזת של סידן במערכת העיכול, לתופעות של היפרקלצמיה בדם, ולהפרשה מוגברת של סידן בשתן. תופעה זו מכונה גם היפרקלצמיה משנית .

 גורמים המבקרים את פעילותו של הקלציטריול 
על הקלציטריול פועלים מספר גורמים אשר מעודדים או מעכבים את ייצורו:

 ההורמון PTH מגביר את ייצור הקלציטריול.
 גורם גידול הנקרא FGF23 מעכב את ייצורו של הקלציטריול. זהו גורם בקרה משמעותי גם למשק הזרחן בגוף, מיוצר בעיקר בעצם, בתימוס, במוח ובלב. גורם גדילה זה עולה בתגובה לעליה בזרחן ועליה בקלציטריול ומביא להורדתם.
 אינאקטיבציה- הפסקת הפעילות: מלבד עיכוב ייצורו, ניתן להפסיק את פעילותו של הקלציטריול על ידי ביצוע הידרוקסילציה נוספת בעמדה 24 של הקלציטריול – תהליך המבוצע על ידי האנזים ויטמין D 24- הידרוקסילאז  המצוי במרבית הרקמות. הגן לאנזים זה מושפע מרמותיו של הקלציטריול עצמו, כלומר ההורמון האחראי לפעילות ציטריול אחראי לאינאקטיבציה שלו עצמו באמצעות העלאת ביטוי הגן לאנזים הגורם לאינאקטיבציה. לעומת זאת, ההורמון PTH מעכב את ביטוי האנזים בכליה (מעודד את פעילות הקלציטריול על ידי עיכוב האינאקטיבציה שלו).
 מצבים של חוסר בזרחן המכונה היפו-פוספטמיה, גורמים לעליה בקלציטריול, על ידי עליה בתהליך ההידרוקסילציה בכליה, ולהפ, קלציטריול מסייע להגברת הספיגה של הזרחן במעי, וכאשר יש עודף של זרחן, המכונה היפרפוספטמיה, תחול ירידה ברמתו של קלציטריול המשמש כמנגנון הגנה מפני עלייה ברמת הזרחן בסרום, על ידי עיכוב הספיגה במעי.

 תפקידיו של הקלציטריול 

 המעי 
קלציטריול הוא ההורמון היחיד שזוהה עד היום כמווסת את ספיגת הסידן הפעילה במעי. הוא פועל על ידי היקשרות לקולטן בגרעין תאי המעי, היקשרות לאתר ספציפי בפרומוטר של גן המטרה – vitamin D response element, ויצירת מנגנון השעתוק בו נוצר ה-mRNA הרלוונטי אשר מתורגם לחלבונים שונים, שתפקידם הגברת ספיגת הסידן, כגון, חלבוני תעלות סידן, (חלבון הקושר סידן – calbindin)-(ראה משק הסידן בגוף האדם), וכן משאבות סידן. קלציטריול מגביר את יכולת ספיגת הסידן במעי מ-10%-15% (בהיעדר נוכחותו) ל-30%

(בנוכחותו). פעילותו של הקלציטריול יעילה אף יותר במצבי הריון, עד לספיגה שבין 50%-80% של סידן ידי המעי. קלציטריול במעי אחראי גם לייעול הספיגה של זרחן באמצעות משק הזרחן. הוא פועל על ידי וויסות שעתוק הטרנספורטר המחדיר זרחן לתאי המעי.

 העצם 
פעולת הקלציטריול בעצם מתחלקת לשלושת התהליכים הבאים:

 עידוד תהליך המינרליזציה.
 עידוד התמיינות של אוסטאובלסטים (תאים בוני עצם).
עידוד התמיינות של אוסטאוקלסטיים  (תאים מפרקי עצם), על ידי הפחתת הביטוי של אוסטיאופרוטגרין , חלבון הקשור לאוסטאובלסטים האחראי לעיכוב פעולתם של אוסטאוקלסטים.  הפחתת ביטויו של חלבון זה תביא לעליה בביטוי של אוסטאוקלסטים. כמו כן, משרה ביטוי של RANK-L  באוסטיאובלסט, מביא באותו אופן לעליה בביטוי של  אוסטאוקלסטיםממוזער|סכמה של השפעת  החלבון סקלרוסטין  המעכב  בניית עצם על ידי תאי האוסטאובלסטים (תאים בוני עצם).

 הכליה 
פעולת קלציטריול בכליה כוללת התהליכים הבאים:

 עיכוב ביטויו של האנזים 1 אלפא הידרוקסילאז  האחראי להפיכת קלצידיול לקלציטריול שהוא ההורמון הפעיל. כלומר, הקלציטריול פועל במנגנון של משוב שלילי על האנזים האחראי לייצור של קלציטריול נוסף.
 הגברת הביטוי של האנזים 24 הידרוקסילאז  האחראי להפיכת הקלציטריול עצמו ללא פעיל. זהו מנגנון נוסף של משוב שלילי.
 הגברת הביטוי של הקולטן לסידן הקרוי גם רצפטור החישה של הסידן המצוי בממברנות של תאים– CaSR.
 העצמת פעולתו של הורמון יותרת בלוטת התריס PTH להגברת הספיגה של סידן בכליה, באמצעות הגברת ביטוי הקולטן ל-PTH בתאי האבובית המרוחקת, והגברת ביטוי תעלות סידן והחלבון קלבינדין.

 בלוטת יותרת התריס 
קלציטריול פועל על בלוטת יותרת התריס על ידי עיכוב השעתוק לגן האחראי לייצור ההורמון PTH המשפיע על ספיגת סידן במעים ועל ספיגת סידן בכליות וכן גורם לעיכוב השגשוג של תאי הבלוטה עצמה.

 התמיינות תאים 
ויטמין D מהווה חלק ממנגנון הבקרה על חלוקה והתמיינות של תאים ומעודדת צמיחת תאים תקינה בגוף. תהליכים אלה קשורים לתהליכי התפתחות של מחלות סרטניות מפני ששגשוג יתר ללא התמיינות מהווה מאפיין של התהליך הסרטני. מחקרים הראו כי הצורה הפעילה של ויטמין D נקשרת לקולטנים על גבי תאים ובכך מעכבת שגשוג יתר שלהם ומקדמת את תהליך ההתמיינות שלהם. כך למשל, התגלה שבתאי סרטן הדם בבעלי חיים ובבני אדם קיימים קולטנים של ויטמין D, וכשחשפו אותם לקלציטריול, השגשוג שלהם פחת והם החלו להתמיין לתאים בריאים.

הערות שוליים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:מחלות אנדוקריניות, תזונתיות ומטבוליות
קטגוריה:מטבוליזם העצמות
קטגוריה:הורמונים
קטגוריה:ביוכימיה
קטגוריה:כימיה אי-אורגנית