Omeostasi dell'ormone paratiroideo (PTH) nella sindrome di Bartter

Le ghiandole paratiroidi svolgono una funzione fisiologica fondamentale mantenendo i livelli di calcio nel sangue, in particolare le concentrazioni di calcio ionizzato nel sangue, entro un intervallo molto ristretto. Lo fanno modulando il rilascio minuto per minuto dell'ormone paratiroideo (PTH) nella circolazione. Tali cambiamenti hanno effetti quasi immediati sull'escrezione di calcio nelle urine e sull'efflusso di calcio dalle ossa e, se sostenuti per ore o giorni, influenzano il metabolismo renale della vitamina D e, in ultima analisi, l'efficienza dell'assorbimento intestinale del calcio. La capacità delle cellule principali della paratiroide di rilevare piccoli cambiamenti nei livelli di calcio ionizzato nel sangue, modificare di conseguenza il rilascio di PTH e avviare queste risposte adattative è mediata da un recettore sensibile al calcio (CaSR) situato sulla superficie cellulare.

L'importanza del CaSR nel tessuto paratiroideo va oltre il suo ruolo tradizionale di modificatore della secrezione di PTH regolata dal calcio per coinvolgere altri componenti chiave della funzione della ghiandola paratiroidea che sono spesso anormali nei disturbi clinici caratterizzati da un'eccessiva attività della ghiandola paratiroidea come l'iperparatiroidismo. Questi includono disturbi nel controllo della trascrizione del gene PTH e della sintesi ormonale e lo sviluppo dell'allargamento della ghiandola paratiroidea dovuto all'iperplasia tissutale.

Il PTH agisce principalmente sul riassorbimento del fosforo (Pi) nel tubulo prossimale renale e sul riassorbimento del calcio e del Pi da parte degli osteoclasti ossei. CASR è espresso anche nell'arto ascendente spesso del nefrone (TAL), dove interagisce con il canale ROMK del potassio luminale. Le mutazioni in diversi canali e proteine ​​TAL (tra cui ROMK, NKCC2, ClCKb, Barttin e CASR) causano la sindrome di Bartter (BS), una tubulopatia ipokaliemica normotensiva. Mentre sono stati descritti gli effetti delle mutazioni CASR sulla funzione ROMK nel rene, non è noto se le mutazioni ROMK esercitino effetti sulla funzione CASR o sulla regolazione del PTH. Descriviamo qui un gruppo di bambini e adolescenti con BS di tipo II (a causa di mutazioni in ROMK) con omeostasi del PTH anormale.

Dati preliminari:

Abbiamo confrontato i dati di laboratorio di 12 bambini con BS di tipo II (4M, 8F) e 17 bambini (7M, 10F) con BS di tipo IV (mutazioni d/t nel gene Barttin, una subunità beta del canale del cloruro basolaterale ClCKb nel TAL ), seguito nel nostro centro negli ultimi 10 anni. Sono stati analizzati un totale di 86 e 105 set di dati di analisi del sangue e delle urine (set di dati medi/pz: 7,3±4,1 e 6,9±2,9), rispettivamente per BS di tipo II e IV. I livelli di potassio erano normali in tutti i bambini con BS-II senza ulteriori supplementazione di sale, mentre i bambini BS-IV erano generalmente lievemente ipokaliemici. La velocità di filtrazione glomerulare stimata rimane normale in tutti i bambini. Non c'era ipomagnesemia. I valori medi di PTH erano significativamente più alti in BS-II (102±39 Vs 46±24 pg/ml in BS-IV, p<0,001) ed erano al di sopra del limite normale superiore nel 93% dei casi Vs 13% in BS-IV (p <0,001). I livelli di 25(OH) vitamina D non erano diversi. Il calcio sierico totale era leggermente diminuito (entro il range normale) e il Pi sierico è aumentato in BS-II, sia in valori assoluti che quando normalizzato per età (PiSDS). La soglia per l'escrezione di fosfato (TpGFR) era leggermente superiore in BS-II. Non c'era differenza nel grado di ipercalciuria tra i gruppi. Sulla base di questi dati preliminari abbiamo concluso che i livelli elevati di PTH solo nella BS di tipo II non sono correlati a una diminuzione dei livelli di GFR o di vitamina D o a una diminuzione del calcio sierico o ipercalciuria. I livelli elevati di Pi sono associati a una diminuzione dell'escrezione di fosfato, ma non sono correlati ai livelli di PTH. Dovrebbe ora essere studiata la possibilità che una mutazione in ROMK possa causare una disregolazione della secrezione di PTH attraverso una possibile interazione con CASR.

Metodi:

Il protocollo investigativo è stato sottoposto al locale Comitato per la Sperimentazione Umana. Il consenso informato sarà ottenuto dai bambini affetti (o dai giovani adulti) e dai loro genitori.

Prevediamo di reclutare 5 pazienti da ciascun sottogruppo BS. Inoltre recluteremo 5 volontari normali per fungere da gruppo di controllo aggiuntivo.

I soggetti saranno valutati durante i ricoveri di 2 giorni al reparto pediatrico generale come descritto in precedenza. Il primo giorno di studio, 2-h I.V. verranno effettuate infusioni di citrato di sodio per abbassare gradualmente le concentrazioni di calcio ionizzato nel sangue a un livello di almeno 0,2 mmol/L al di sotto dei valori pre-infusione; la dose di citrato di sodio varia solitamente da 28 a 118 mg/kg/h. I campioni di sangue per le misurazioni del calcio ionizzato e del PTH saranno prelevati 30, 15 e 0 minuti prima e ogni 10 minuti durante le infusioni di citrato di sodio. Il giorno successivo, verranno effettuate infusioni endovenose di 2 ore di gluconato di calcio al 10% per aumentare gradualmente le concentrazioni di calcio ionizzato nel sangue a un livello di almeno 0,2 mmol/L al di sopra dei valori pre-infusione. La dose di gluconato di calcio varia solitamente da 2 a 8 mg/kg/h. I campioni di sangue per le misurazioni del calcio ionizzato e del PTH saranno ottenuti come descritto in precedenza per le infusioni di citrato di sodio. La media delle misurazioni ottenute 30, 15 e 0 minuti prima dell'inizio di ogni infusione verrà utilizzata per determinare i valori basali per il calcio ionizzato nel sangue e il PTH sierico per ogni giorno di studio.

I livelli di calcio ionizzato nel sangue saranno monitorati durante le infusioni di calcio utilizzando un elettrodo specifico per il calcio (Radiometer ICA-II, Copenhagen, Danimarca); i campioni di sangue saranno raccolti in modo anaerobico e le misurazioni saranno ottenute immediatamente dopo. I campioni di siero per la determinazione del PTH saranno separati mediante centrifugazione immediatamente dopo la raccolta, congelati in CO2 solida e conservati a -70 oC fino al dosaggio. I livelli di calcio ionizzato saranno monitorati dopo l'interruzione delle infusioni di calcio fino a quando i valori non saranno tornati ai livelli basali.

La curva sigmoidale che descrive la relazione tra calcio ionizzato nel sangue e livelli sierici di PTH sarà determinata per ciascun soggetto dello studio utilizzando i risultati combinati ottenuti durante le infusioni di citrato di sodio e gluconato di calcio. Secondo il modello a quattro parametri, il set point per il rilascio di PTH regolato dal calcio rappresenta la concentrazione di calcio ionizzato alla quale i livelli sierici di PTH sono a metà strada tra il valore massimo raggiunto durante l'ipocalcemia e il valore minimo raggiunto durante l'ipercalcemia, come riportato in precedenza.

I risultati ottenuti durante le infusioni di gluconato di calcio saranno analizzati separatamente per valutare l'effetto inibitorio dell'aumento delle concentrazioni di calcio ionizzato nel sangue sul rilascio di PTH. Per migliorare l'adattamento lineare dei dati, i livelli sierici di PTH, espressi come logaritmo naturale (ln) dei valori percentuali prima dell'infusione, saranno tracciati rispetto alla corrispondente concentrazione di calcio ionizzato nel sangue ad ogni intervallo di 10 minuti come precedentemente descritto.

Analisi statistica:

L'analisi di regressione lineare verrà eseguita utilizzando il metodo dei minimi quadrati ei valori di pendenza e intercetta y verranno confrontati utilizzando la statistica t. Verrà utilizzato anche un algoritmo di curve fitting mono-esponenziale della forma y =A e-2kt + B per esaminare la relazione curvilinea tra calcio ionizzato nel sangue e livelli sierici di PTH durante la somministrazione endovenosa. infusi di calcio; questi risultati saranno presentati come valori medi con intervalli di confidenza al 95%.