Homeostaza hormonu przytarczyc (PTH) w zespole Barttera

Gruczoły przytarczyczne odgrywają kluczową funkcję fizjologiczną, utrzymując poziomy wapnia we krwi, zwłaszcza stężenia zjonizowanego wapnia we krwi, w bardzo wąskim zakresie. Robią to poprzez modulację uwalniania hormonu przytarczyc (PTH) do krążenia z minuty na minutę. Zmiany te mają niemal natychmiastowy wpływ na wydalanie wapnia z moczem i wypływ wapnia z kości, a jeśli utrzymują się godzinami lub dniami, wpływają na metabolizm witaminy D w nerkach, a ostatecznie na efektywność wchłaniania wapnia w jelitach. Zdolność głównych komórek przytarczyc do wykrywania niewielkich zmian poziomu zjonizowanego wapnia we krwi, odpowiedniej modyfikacji uwalniania PTH i inicjowania tych odpowiedzi adaptacyjnych odbywa się za pośrednictwem receptora wykrywającego wapń (CaSR) znajdującego się na powierzchni komórki.

Znaczenie CaSR w tkance przytarczyc wykracza poza jego tradycyjną rolę jako modyfikatora wydzielania PTH regulowanego wapniem, obejmując inne kluczowe elementy funkcji przytarczyc, które często są nieprawidłowe w zaburzeniach klinicznych charakteryzujących się nadmierną aktywnością przytarczyc, takich jak nadczynność przytarczyc. Należą do nich zaburzenia kontroli transkrypcji genu PTH i syntezy hormonów oraz rozwój powiększenia przytarczyc w wyniku hiperplazji tkanek.

PTH oddziałuje głównie na reabsorpcję fosforu (Pi) w kanalikach proksymalnych nerki oraz resorpcję wapnia i Pi przez osteoklasty kostne. CASR jest również wyrażany w kończynie wstępującej grubości nefronu (TAL), gdzie oddziałuje z luminalnym kanałem potasowym ROMK. Mutacje w kilku kanałach i białkach TAL (w tym ROMK, NKCC2, ClCKb, Barttin i CASR) powodują zespół Barttera (BS), normotensyjną hipokaliemiczną tubulopatię. Chociaż opisano wpływ mutacji CASR na funkcję ROMK w nerkach, nie wiadomo, czy mutacje ROMK wywierają jakikolwiek wpływ na funkcję CASR lub regulację PTH. W niniejszej pracy opisano grupę dzieci i młodzieży z BS typu II (w wyniku mutacji w genie ROMK) z nieprawidłową homeostazą PTH.

Wstępne dane:

Porównaliśmy dane laboratoryjne 12 dzieci z BS typu II (4M, 8F) i 17 dzieci (7M, 10F) z BS typu IV (mutacje d/t w genie Barttina, podjednostce beta podstawno-bocznego kanału chlorkowego ClCKb w TAL ), obserwowanych w naszym ośrodku przez ostatnie 10 lat. Przeanalizowano łącznie 86 i 105 zestawów danych analiz krwi i moczu (średnia zestawów danych/pacjenta: 7,3±4,1 i 6,9±2,9), odpowiednio dla BS typu II i IV. Stężenia potasu były prawidłowe u wszystkich dzieci z BS-II bez dodatkowych suplementacji soli, podczas gdy dzieci z BS-IV miały zazwyczaj łagodną hipokaliemię. Oszacowany GFR pozostaje prawidłowy u wszystkich dzieci. Nie było hipomagnezemii. Średnie wartości PTH były istotnie wyższe w BS-II (102±39 Vs 46±24 pg/ml w BS-IV, p<0,001) i powyżej górnej granicy normy w 93% przypadków vs 13% w BS-IV (p <0,001). Poziomy 25(OH) witaminy D nie różniły się. Całkowity wapń w surowicy był nieznacznie obniżony (w normalnym zakresie), a Pi w surowicy wzrósł w BS-II, zarówno w wartościach bezwzględnych, jak i po znormalizowaniu do wieku (PiSDS). Próg wydalania fosforanów (TpGFR) był nieco wyższy w BS-II. Nie było różnicy w stopniu hiperkalciurii między grupami. Na podstawie tych wstępnych danych doszliśmy do wniosku, że podwyższone stężenie PTH tylko w przypadku BS typu II nie jest związane ze spadkiem GFR lub witaminy D ani zmniejszonym stężeniem wapnia w surowicy lub hiperkalciurią. Podwyższone poziomy Pi są związane ze spadkiem wydalania fosforanów, ale nie są skorelowane z poziomami PTH. Obecnie należy zbadać możliwość, że mutacja w ROMK może powodować rozregulowanie wydzielania PTH poprzez możliwą interakcję z CASR.

Metody:

Protokół z dochodzenia został przekazany do lokalnego Komitetu Eksperymentów na Ludziach. Świadoma zgoda zostanie uzyskana od dotkniętych dzieci (lub młodych dorosłych) i ich rodziców.

Oczekujemy rekrutacji 5 pacjentów z każdej podgrupy BS. Ponadto zrekrutujemy 5 zwykłych ochotników, którzy będą służyć jako dodatkowa grupa kontrolna.

Pacjenci będą oceniani podczas 2-dniowych przyjęć na Oddział Ogólny Pediatrii, jak opisano wcześniej. W pierwszym dniu nauki 2-h I.V. infuzje cytrynianu sodu będą wykonywane w celu stopniowego obniżania stężenia wapnia zjonizowanego we krwi do poziomu co najmniej 0,2 mmol/L poniżej wartości sprzed infuzji; dawka cytrynianu sodu mieści się zwykle w zakresie 28-118 mg/kg/h. Próbki krwi do pomiarów wapnia zjonizowanego i PTH będą pobierane 30, 15 i 0 min przed i co 10 min podczas infuzji cytrynianu sodu. Następnego dnia zostaną wykonane 2-godzinne wlewy dożylne 10% glukonianu wapnia w celu stopniowego podwyższenia stężenia zjonizowanego wapnia we krwi do poziomu co najmniej 0,2 mmol/l powyżej wartości sprzed infuzji. Dawka glukonianu wapnia zwykle mieści się w zakresie 2-8 mg/kg/h. Próbki krwi do pomiarów zjonizowanego wapnia i PTH będą pobierane w sposób opisany wcześniej dla infuzji cytrynianu sodu. Średnia z pomiarów uzyskanych 30, 15 i 0 minut przed rozpoczęciem każdej infuzji zostanie wykorzystana do określenia podstawowych wartości wapnia zjonizowanego we krwi i PTH w surowicy dla każdego dnia badania.

Poziomy zjonizowanego wapnia we krwi będą monitorowane podczas infuzji wapnia za pomocą elektrody specyficznej dla wapnia (Radiometer ICA-II, Kopenhaga, Dania); próbki krwi zostaną pobrane w warunkach beztlenowych, a pomiary zostaną wykonane natychmiast po tym. Próbki surowicy do oznaczania PTH zostaną rozdzielone przez odwirowanie natychmiast po pobraniu, szybko zamrożone na stałym CO2 i przechowywane w temperaturze -70 oC do czasu oznaczenia. Stężenia wapnia zjonizowanego będą monitorowane po zaprzestaniu wlewów wapnia, aż wartości powrócą do wartości wyjściowych.

Krzywa sigmoidalna opisująca zależność między poziomem zjonizowanego wapnia we krwi a stężeniem PTH w surowicy zostanie wyznaczona dla każdego badanego na podstawie połączonych wyników uzyskanych podczas infuzji cytrynianu sodu i glukonianu wapnia. Zgodnie z czteroparametrowym modelem, wartość zadana uwalniania PTH regulowanego przez wapń reprezentuje stężenie zjonizowanego wapnia, przy którym poziomy PTH w surowicy są w połowie między wartością maksymalną osiąganą podczas hipokalcemii a wartością minimalną osiąganą podczas hiperkalcemii, jak opisano wcześniej.

Wyniki uzyskane podczas infuzji glukonianu wapnia będą oddzielnie analizowane w celu oceny hamującego wpływu zwiększania stężenia zjonizowanego wapnia we krwi na uwalnianie PTH. Aby poprawić dopasowanie liniowe danych, poziomy PTH w surowicy, wyrażone jako logarytm naturalny (ln) wartości procentowych przed infuzją, zostaną wykreślone w funkcji odpowiedniego stężenia zjonizowanego wapnia we krwi w każdym 10-minutowym przedziale, jak opisano wcześniej.

Analiza statystyczna:

Analiza regresji liniowej zostanie przeprowadzona metodą najmniejszych kwadratów, a wartości nachylenia i punktu przecięcia z osią y zostaną porównane przy użyciu statystyki t. Algorytm dopasowywania krzywej monowykładniczej postaci y = A e-2kt + B zostanie również zastosowany do zbadania krzywoliniowej zależności między poziomami zjonizowanego wapnia we krwi a poziomami PTH w surowicy podczas IV. napary wapniowe; wyniki te zostaną przedstawione jako wartości średnie z 95% przedziałem ufności.