Homeostase van bijschildklierhormoon (PTH) bij het Bartter-syndroom

De bijschildklieren spelen een cruciale fysiologische functie door de calciumspiegels in het bloed, met name de geïoniseerde calciumconcentraties in het bloed, binnen een zeer nauw bereik te houden. Ze doen dit door de afgifte van bijschildklierhormoon (PTH) in de bloedsomloop van minuut tot minuut te moduleren. Dergelijke veranderingen hebben bijna onmiddellijke effecten op de calciumuitscheiding in de urine en op de calciumuitstroom uit het bot en, als ze uren of dagen aanhouden, beïnvloeden ze het niermetabolisme van vitamine D en uiteindelijk de efficiëntie van de intestinale calciumabsorptie. Het vermogen van de hoofdcellen van de bijschildklier om kleine veranderingen in de geïoniseerde calciumspiegels in het bloed te detecteren, de afgifte van PTH dienovereenkomstig aan te passen en deze adaptieve reacties te initiëren, wordt gemedieerd door een calciumgevoelige receptor (CaSR) die zich aan het celoppervlak bevindt.

Het belang van de CaSR in bijschildklierweefsel gaat verder dan zijn traditionele rol als modificator van calciumgereguleerde PTH-secretie, en omvat ook andere belangrijke componenten van de bijschildklierfunctie die vaak abnormaal zijn bij klinische aandoeningen die worden gekenmerkt door overmatige bijschildklieractiviteit zoals hyperparathyreoïdie. Deze omvatten stoornissen in de controle van PTH-gentranscriptie en hormoonsynthese en de ontwikkeling van vergroting van de bijschildklier als gevolg van weefselhyperplasie.

PTH werkt voornamelijk op reabsorptie van fosfor (Pi) in de proximale niertubuli en resorptie van calcium en pi in botosteoclasten. CASR komt ook tot uiting in nefron thick ascending limb (TAL), waar het interageert met het luminale kalium-ROMK-kanaal. Mutaties in verschillende TAL-kanalen en eiwitten (waaronder ROMK, NKCC2, ClCKb, Barttin en CASR) veroorzaken het syndroom van Bartter (BS), een normotensieve hypokaliëmische tubulopathie. Hoewel de effecten van CASR-mutaties op de ROMK-functie in de nier zijn beschreven, is het niet bekend of ROMK-mutaties effecten hebben op de CASR-functie of PTH-regulatie. We beschrijven hier een groep kinderen en adolescenten met type II BS (als gevolg van mutaties in ROMK) met abnormale PTH-homeostase.

Voorlopige gegevens:

We vergeleken laboratoriumgegevens van 12 kinderen met type II BS (4M, 8F) en 17 kinderen (7M, 10F) met type IV BS (d/t-mutaties in het Barttin-gen, een bèta-subeenheid van het ClCKb basolaterale chloridekanaal in het TAL ), volgde in ons centrum de afgelopen 10 jaar. Er werden in totaal 86 en 105 datasets van bloed- en urineanalyses (gemiddelde datasets/pt: 7,3 ± 4,1 en 6,9 ± 2,9) voor respectievelijk type II en IV BS geanalyseerd. Kaliumspiegels waren normaal bij alle BS-II-kinderen zonder aanvullende zoutsuppletie, terwijl BS-IV-kinderen meestal licht hypokaliëmisch waren. Geschatte GFR blijft normaal bij alle kinderen. Er was geen hypomagnesiëmie. De gemiddelde PTH-waarden waren significant hoger in BS-II (102±39 versus 46±24 pg/ml in BS-IV, p<0,001) en lagen in 93% van de gevallen boven de bovengrens van normaal versus 13% in BS-IV (p <0,001). Niveaus van 25 (OH) vitamine D waren niet verschillend. Totaal serumcalcium was licht verlaagd (binnen het normale bereik) en serum-Pi nam toe in BS-II, zowel in absolute waarden als wanneer genormaliseerd voor leeftijd (PiSDS). De drempel voor fosfaatuitscheiding (TpGFR) was iets hoger in BS-II. Er was geen verschil in de mate van hypercalciurie tussen groepen. Op basis van deze voorlopige gegevens concludeerden we dat de verhoogde PTH-spiegels alleen bij type II BS niet gerelateerd zijn aan een verlaging van de GFR- of vitamine D-spiegels of een verlaagd serumcalcium of hypercalciurie. De verhoogde Pi-niveaus zijn geassocieerd met een afname van de fosfaatuitscheiding, maar zijn niet gecorreleerd met PTH-niveaus. De mogelijkheid dat een mutatie in ROMK een ontregeling van de PTH-secretie kan veroorzaken via mogelijke interactie met CASR moet nu worden onderzocht.

methoden:

Het onderzoeksprotocol is voorgelegd aan de lokale commissie voor menselijke experimenten. Geïnformeerde toestemming zal worden verkregen van getroffen kinderen (of jonge volwassenen) en hun ouders.

We verwachten 5 patiënten uit elke BS-subgroep te werven. Daarnaast zullen we 5 normale vrijwilligers rekruteren om als extra controlegroep te dienen.

Onderwerpen zullen worden geëvalueerd tijdens 2-daagse opnames op de algemene pediatrische afdeling zoals eerder beschreven. Op de eerste studiedag werd 2 uur I.V. infusies van natriumcitraat zullen worden gedaan om de geïoniseerde calciumconcentraties in het bloed geleidelijk te verlagen tot een niveau van ten minste 0,2 mmol/L onder de waarden van vóór de infusie; de dosis natriumcitraat varieert gewoonlijk van 28-118 mg/kg/uur. Bloedmonsters voor metingen van geïoniseerd calcium en PTH worden 30, 15 en 0 minuten vóór en elke 10 minuten tijdens natriumcitraatinfusies verkregen. De volgende dag zullen intraveneuze infusies van 2 uur van 10% calciumgluconaat worden gegeven om de geïoniseerde calciumconcentraties in het bloed geleidelijk te verhogen tot een niveau van ten minste 0,2 mmol/L boven de waarden van vóór de infusie. De dosis calciumgluconaat varieert gewoonlijk van 2-8 mg/kg/uur. Bloedmonsters voor metingen van geïoniseerd calcium en PTH zullen worden verkregen zoals eerder beschreven voor infusies van natriumcitraat. Het gemiddelde van de metingen die 30, 15 en 0 minuten voor aanvang van elke infusie zijn verkregen, wordt gebruikt om de basale waarden voor in het bloed geïoniseerd calcium en serum-PTH voor elke studiedag te bepalen.

Tijdens calciuminfusies zullen geïoniseerde calciumspiegels in het bloed worden gecontroleerd met behulp van een calciumspecifieke elektrode (Radiometer ICA-II, Kopenhagen, Denemarken); bloedmonsters worden anaëroob verzameld en metingen worden onmiddellijk daarna uitgevoerd. Serummonsters voor PTH-bepalingen worden onmiddellijk na verzameling gescheiden door centrifugatie, snel ingevroren op vast CO2 en tot de analyse bij -70 oC bewaard. Geïoniseerde calciumspiegels zullen worden gecontroleerd na het stoppen van calciuminfusies totdat de waarden weer op de basislijnwaarden zijn.

De sigmoïdale curve die de relatie beschrijft tussen geïoniseerd calcium in het bloed en serum-PTH-spiegels zal voor elke proefpersoon worden bepaald met behulp van de gecombineerde resultaten verkregen tijdens infusies van natriumcitraat en calciumgluconaat. Volgens het model met vier parameters vertegenwoordigt het instelpunt voor calciumgereguleerde PTH-afgifte de geïoniseerde calciumconcentratie waarbij serum-PTH-spiegels halverwege tussen de maximale waarde bereikt tijdens hypocalciëmie en de minimale waarde bereikt tijdens hypercalciëmie liggen, zoals eerder gemeld .

Resultaten verkregen tijdens infusies van calciumgluconaat zullen afzonderlijk worden geanalyseerd om het remmende effect te beoordelen van toenemende geïoniseerde calciumconcentraties in het bloed op PTH-afgifte. Om de lineaire aanpassing van de gegevens te verbeteren, zullen serum-PTH-niveaus, uitgedrukt als de natuurlijke logaritme (ln) van procentuele pre-infusiewaarden, worden uitgezet tegen de overeenkomstige bloedgeïoniseerde calciumconcentratie bij elk interval van 10 minuten, zoals eerder beschreven .

Statistische analyse:

Lineaire regressieanalyse zal worden uitgevoerd met behulp van de methode van de kleinste kwadraten, en waarden voor helling en y-snijpunt zullen worden vergeleken met behulp van de t-statistiek. Een mono-exponentieel curve-aanpassingsalgoritme van de vorm y =A e-2kt + B zal ook worden gebruikt om de curvilineaire relatie tussen in bloed geïoniseerd calcium en serum-PTH-spiegels tijdens I.V. calciuminfusies; deze resultaten worden gepresenteerd als gemiddelde waarden met 95% betrouwbaarheidsintervallen.