Hormon paratiroid

Hormon paratiroid (PTH), juga dipanggil paratormon atau paratirin ialah hormon peptida yang dirembeskan oleh kelenjar paratiroid yang mengawal kepekatan kalsium serum melalui kesannya pada tulang, buah pinggang dan usus.

PTH mempengaruhi pembentukan semula tulang, proses berterusan di mana tisu tulang diserap semula dan dibina semula secara bergilir-gilir dari semasa ke semasa. PTH dirembeskan sebagai tindak balas kepada tahap kalsium serum darah rendah (Ca2+). PTH secara tidak langsung merangsang aktiviti osteoklas dalam matriks tulang (osteon) dalam usaha untuk membebaskan lebih banyak kalsium ionik (Ca2+) ke dalam darah untuk meningkatkan paras kalsium serum yang rendah. Tulang bertindak sebagai " bank kalsium" (metafora), di mana badan boleh membuat "pengeluaran" seperti yang diperlukan untuk mengekalkan jumlah kalsium dalam darah pada tahap yang sesuai walaupun menghadapi cabaran metabolisme, tekanan dan variasi pemakanan yang sentiasa ada. PTH ialah "kunci yang membuka kunci peti besi bank" untuk mengeluarkan kalsium.

PTH dirembeskan terutamanya oleh sel ketua kelenjar paratiroid. Gen PTH terletak di kromosom 11. Ia merupakan polipeptida yang mengandungi 84 asid amino yang merupakan prohormon. Ia mempunyai jisim molekul sekitar 9500 Da. Tindakannya ditentang oleh hormon kalsitonin.

Terdapat dua jenis reseptor PTH. Reseptor hormon paratiroid 1 yang diaktifkan oleh 34 asid amino terminal N PTH, terdapat dalam jumlah tinggi pada sel tulang dan buah pinggang. Reseptor hormon paratiroid 2 hadir secara banyak di sel-sel sistem saraf pusat, pankreas, testis, dan plasenta. Separuh hayat PTH adalah kira-kira 4 minit.

Gangguan yang menghasilkan PTH terlalu sedikit atau terlalu banyak seperti hipoparatiroidisme, hiperparatiroidisme dan sindrom paraneoplastik boleh menyebabkan penyakit tulang, hipokalsemia dan hiperkalsemia.

Struktur 
hPTH-(1-84) menghablur sebagai dimer heliks  yang sedikit bengkok dan panjang. Konformasi heliks lanjutan hPTH-(1-84) adalah konformasi bioaktif yang mungkin. Serpihan terminal N 1-34 hormon paratiroid (PTH) telah berjaya dihablurkan, dan strukturnya telah diperhalusi kepada resolusi 0.9 Å.

Fungsi

Kawal atur kalsium serum 

Hormon paratiroid mengawal kalsium serum melalui kesannya pada tulang, buah pinggang, dan usus.

Dalam tulang, PTH meningkatkan pembebasan kalsium dari takungan besar yang terkandung dalam tulang. Erapan tulang ialah pemusnahan lazim tulang oleh osteoklas yang secara tidak langsung dirangsang oleh PTH. Rangsangan adalah tidak langsung kerana osteoklas tidak mempunyai reseptor untuk PTH; sebaliknya, PTH mengikat osteoblas, sel yang bertanggungjawab untuk menghasilkan sel tulang. Pengikatan merangsang osteoblas untuk meningkatkan ekspresi RANKL dan menghalang rembesan osteoprotegerin (OPG). OPG bebas melalui persaingan mengikat RANKL sebagai reseptor umpan, menghalang RANKL daripada berinteraksi dengan RANK, reseptor RANKL. Pengikatan RANKL kepada RANK (dibantu oleh pengurangan jumlah OPG yang tersedia untuk mengikat lebihan RANKL) merangsang sel pendahulu osteoklas, keturunan monosit, untuk bergabung. Sel multinukleus yang terhasil ialah osteoklas, yang akhirnya menjadi pengantara erapan. Estrogen juga mengawal laluan ini melalui kesannya pada PTH. Estrogen menyekat pengeluaran sel T, TNF, dengan mengawal pembezaan dan aktiviti sel T dalam sumsum tulang, timus dan organ limfoid tepian. Dalam sumsum tulang, estrogen mengecilkan percambahan sel stem hematopoietik melalui mekanisme yang bergantung kepada IL-7.

Dalam buah pinggang, kira-kira 250 mmol ion kalsium ditapis di glomerulus setiap hari. Kebanyakannya (245 mmol/d) diserap semula dari bendalir tubul, meninggalkan kira-kira 5 mmol/d yang dikumuhkan dalam air kencing. Serapan semula ini berlaku di keseluruhan tubul ( 60-70% di tubul proksimal) kecuali di kawasan nipis liku Henle. Hormon paratiroid hanya mengawal serapan semula di tubul distal dan duktus pengumpul renal. Satu lagi kesan PTH yang lebih penting ialah perencatan serapan semula fosfat (HPO42−) dari bendalir tubul, menyebabkan pengurangan kepekatan fosfat. Ion fosfat membentuk garam tak larut air dengan kalsium. Dengan itu, pengurangan kepekatan fosfat dalam plasma (berdasarkan kepekatan kalsium penuh) meningkatkan jumlah kalsium terion. Satu lagi kesan yang penting ialah perangasangan pertukaran 25-hidroksi vitamin D menjadi 1,25-dihidroksi vitamin D (kalsitriol) yang dilepaskan ke dalam sistem badan. Kalsitriol ialah hormon aktif yang merangsang pengambilan kalsium di usus.

Melalui buah pinggang, PTH meningkatkan penyerapan kalsium dalam usus dengan meningkatkan pengeluaran vitamin D yang diaktifkan. Pengaktifan vitamin D berlaku di buah pinggang. PTH mengawal selia 25-hidroksivitamin D3 1-alfa-hidroksilase, enzim yang bertanggungjawab bagi penghidroksilan 1-alfa bagi 25-hidroksi vitamin D, menukar vitamin D kepada bentuk aktifnya (1,25-dihidroksi vitamin D). Bentuk vitamin D yang diaktifkan ini meningkatkan penyerapan kalsium (sebagai ion Ca 2+) oleh usus melalui kalbindin.

PTH adalah salah satu hormon terawal yang diketahui menggunakan sistem pemesejan kedua adeninil siklase protein G.

Kawal atur serum fosfat 
PTH mengurangkan penyerapan semula fosfat daripada tubul proksimal buah pinggang, yang bermaksud lebih banyak fosfat dikumuhkan melalui air kencing.

Walau bagaimanapun, PTH meningkatkan pengambilan fosfat dari usus dan tulang ke dalam darah. Dalam tulang, kalsium lebih sedikit daripada fosfat dibebaskan daripada pecahan tulang. Dalam usus, penyerapan kedua-dua kalsium dan fosfat dimediasi oleh peningkatan dalam vitamin D diaktifkan. Penyerapan fosfat tidak bergantung kepada vitamin D seperti kalsium. Hasil pembebasan PTH adalah penurunan bersih kecil dalam kepekatan serum fosfat.

Sintesis vitamin D 
PTH mengimbangi aktiviti enzim 1-α-hidroksilase yang menukarkan 25-hidroksikolekalsiferol, bentuk peredaran utama vitamin D yang tidak aktif, kepada bentuk aktif (1,25-dihidroksikolekalsiferol) dalam buah pinggang.

Kawal atur rembesan 
Rembesan hormon paratiroid ditentukan terutamanya oleh kepekatan kalsium terion serum melalui maklum balas negatif. Sel paratiroid mengekspresikan reseptor pengesan kalsium pada permukaan sel. PTH dirembeskan apabila [Ca2+] dikurangkan (kalsitonin dirembeskan apabila paras kalsium serum meningkat). Reseptor kalsium bergandingan protein G mengikat kalsium ekstrasel dan boleh ditemui pada permukaan pada pelbagai jenis sel yang diedarkan dalam otak, jantung, kulit, perut, sel C dan tisu lain. Dalam kelenjar paratiroid, kepekatan tinggi kalsium ekstraselular mengakibatkan pengaktifan litar berganding protein Gq G melalui tindakan fosfolipase C. Ini menghidrolisis fosfatidilinositol 4,5-bisfosfat (PIP2) untuk membebaskan utusan intraselular IP3 dan diasilgliserol (DAG). Akhirnya, kedua-dua pengutus ini menghasilkan pembebasan kalsium daripada simpanan intrasel ke dalam ruang sitoplasma. Oleh itu kepekatan kalsium ekstrasel yang tinggi membawa kepada peningkatan kepekatan kalsium sitoplasma. Berbeza dengan mekanisme yang digunakan oleh kebanyakan sel rembesan, kepekatan kalsium sitoplasma yang tinggi ini menghalang percantuman vesikel yang mengandungi butiran PTH yang telah dibentuk dengan membran sel paratiroid, dan dengan itu menghalang pembebasan PTH.

Dalam paratiroid, magnesium memainkan peranan ini dalam gandingan rembesan-rangsangan. Penurunan sederhana dalam tahap magnesium serum merangsang aktiviti penyerapan semula PTH pada buah pinggang. Hipomagnesemia yang teruk menghalang rembesan PTH dan juga menyebabkan rintangan kepada PTH, membawa kepada bentuk hipoparatiroidisme yang boleh diterbalikkan.

Perangsang 

 Pengurangan kalsium serum [Ca2+].
 Pengurangan magnesium ringan dalam serum [Mg 2+ ].
 Peningkatan fosfat serum (peningkatan fosfat menyebabkan ia menjadi kompleks dengan kalsium serum, membentuk kalsium fosfat, yang mengurangkan rangsangan reseptor sensitif Ca (CaSr) yang tidak mengesan kalsium fosfat, mencetuskan peningkatan PTH).
 Adrenalin
 Histamin

Perencat 

 Peningkatan kalsium serum [Ca2+].
 Penurunan teruk magnesium dalam serum [Mg2+] yang juga menghasilkan simptom hipoparatiroidisme (seperti hipokalsemia).
 Kalsitriol
 Peningkatan fosfat serum. Faktor pertumbuhan fibroblas 23 (FGF23) dihasilkan dalam osteoblas (dari tulang) sebagai tindak balas kepada peningkatan serum fosfat (Pi). Ia mengikat reseptor faktor pertumbuhan fibroblas paratiroid dan menyekat pembebasan PTH. Ini mungkin kelihatan bercanggah kerana PTH sebenarnya membantu menyingkirkan darah fosfat, tetapi ia juga menyebabkan pembebasan fosfat ke dalam darah daripada penyerapan tulang. FGF23 menghalang PTH dan kemudian menggantikannya membantu menghalang penyerapan semula fosfat dalam buah pinggang tanpa kesan pembebasan fosfat pada tulang.

Gangguan 
Hiperparatiroidisme, kehadiran jumlah hormon paratiroid berlebihan dalam darah, berlaku dalam dua set keadaan yang sangat berbeza. Hiperparatiroidisme primer adalah disebabkan oleh rembesan berlebihan autonomi PTH yang tidak normal daripada kelenjar paratiroid, manakala hiperparatiroidisme sekunder ialah tahap PTH yang tinggi yang sewajarnya dilihat sebagai tindak balas fisiologi kepada hipokalsemia. Tahap PTH yang rendah dalam darah dikenali sebagai hipoparatiroidisme dan paling biasa disebabkan oleh kerosakan atau penyingkiran kelenjar paratiroid semasa pembedahan tiroid.

Ada beberapa keadaan genetik jarang berlaku dengan huraian baik yang mempengaruhi metabolisme hormon paratiroid, termasuk pseudohipoparatiroidisme, hiperkalsemia hipokalsiurik keluarga dan hipokalsemia hiperkalsiurik dominan autosom. Satu perihal: PTH tidak berubah dalam pseudopseudohipoparatiroidisme. Bagi wanita dengan osteoporosis, pemberian analog hormon paratiroid eksogen (teriparatida melalui suntikan harian) yang bertindih dengan terapi estrogen menghasilkan peningkatan jisim tulang, dan mengurangkan patah tulang belakang dan tulang selain itu sebanyak 45 hingga 65%.

Ukuran 
PTH boleh diukur dalam darah dalam beberapa bentuk berbeza: PTH utuh; PTH terminus N; molekul tengah, dan terminus C, dan ujian yang berbeza digunakan dalam situasi klinikal yang berbeza. Tahap boleh dinyatakan dalam pg/dL atau pmol/L (kadang-kadang disingkat mmol/L); darab dengan 0.1060 untuk menukar daripada pg/dL kepada pmol/L.

Sumber AS menyatakan purata tahap PTH ialah 8–51 pg/mL. Di UK, julat rujukan biologi dianggap sebagai 1.6-6.9 pmol/L. Jumlah paras kalsium plasma normal adalah antara 8.5 hingga 10.2 mg/dL (2.12 mmol/L kepada 2.55 mmol/L).

Rujukan

Bacaan lanjut

Pautan luar 
 
 Parathyroid hormone: analyte monograph - the Association for Clinical Biochemistry and Laboratory Medicine
 

Hormon metabolisme kalsium
Hormon peptida
Gen kromosom 11
Hormon kelenjar paratiroid
Agonis reseptor hormon paratiroid