Paratyreoideahormon (PTH) homeostas vid Bartters syndrom

Biskjoldkörtlarna spelar en central fysiologisk funktion genom att upprätthålla blodkalciumnivåer, särskilt blodjoniserat kalciumkoncentrationer, inom ett mycket snävt intervall. De gör det genom att modulera frisättningen av paratyreoideahormon (PTH) från minut till minut i cirkulationen. Sådana förändringar har nästan omedelbara effekter på kalciumutsöndring i urinen och på kalciumutflöde från ben och, om de pågår i timmar eller dagar, påverkar njurens D-vitaminmetabolism och slutligen effektiviteten av intestinal kalciumabsorption. Kapaciteten hos huvudcellerna i bisköldkörteln att upptäcka små förändringar i blodets joniserade kalciumnivåer, modifiera PTH-frisättningen i enlighet med detta och initiera dessa adaptiva svar förmedlas av en kalciumavkännande receptor (CaSR) belägen vid cellytan.

Vikten av CaSR i bisköldkörtelvävnad sträcker sig utöver dess traditionella roll som en modifierare av kalciumreglerad PTH-sekretion för att involvera andra nyckelkomponenter av bisköldkörtelfunktionen som ofta är onormala vid kliniska störningar som kännetecknas av överdriven bisköldkörtelaktivitet såsom hyperparatyreoidism. Dessa inkluderar störningar i kontrollen av PTH-gentranskription och hormonsyntes och utvecklingen av bisköldkörtelförstoring på grund av vävnadshyperplasi.

PTH verkar huvudsakligen på reabsorption av njurproximal tubuli fosfor (Pi) och benosteoklastkalcium och Pi-resorption. CASR uttrycks också i nefrontjocka stigande lem (TAL), där det interagerar med luminal kalium ROMK-kanal. Mutationer i flera TAL-kanaler och proteiner (inklusive ROMK, NKCC2, ClCKb, Barttin och CASR) orsakar Bartters syndrom (BS), en normotensiv hypokalemisk tubulopati. Medan effekterna av CASR-mutationer på ROMK-funktionen i njuren har beskrivits, är det okänt om ROMK-mutationer utövar några effekter på CASR-funktionen eller PTH-regleringen. Vi beskriver här en grupp barn och ungdomar med typ II BS (på grund av mutationer i ROMK) med onormal PTH-homeostas.

Preliminär information:

Vi jämförde laboratoriedata från 12 barn med typ II BS (4M, 8F) och 17 barn (7M, 10F) med typ IV BS (d/t mutationer i Barttin-genen, en beta-subenhet av ClCKb basolaterala kloridkanalen i TAL) ), följt i vårt center under de senaste 10 åren. Totalt 86 och 105 dataset av blod- och urinanalyser (genomsnittliga dataset/pt: 7,3±4,1 och 6,9±2,9), för typ II respektive IV BS, analyserades. Kaliumnivåerna var normala hos alla BS-II-barn utan ytterligare salttillskott, medan BS-IV-barn vanligtvis var lätt hypokalemiska. Uppskattad GFR förblir normal hos alla barn. Det fanns ingen hypomagnesemi. Genomsnittliga PTH-värden var signifikant högre i BS-II (102±39 mot 46±24 pg/ml i BS-IV, p<0,001) och låg över den övre normalgränsen i 93% av fallen mot 13% i BS-IV (p <0,001). Nivåerna av 25(OH) vitamin D var inte olika. Totalt serumkalcium minskade milt (inom det normala intervallet) och serum Pi ökade i BS-II, både i absoluta värden eller när det normaliserades för ålder (PiSDS). Tröskeln för fosfatutsöndring (TpGFR) var något högre i BS-II. Det fanns ingen skillnad i graden av hyperkalciuri mellan grupperna. Baserat på dessa preliminära data drog vi slutsatsen att de förhöjda PTH-nivåerna endast i typ II BS inte är relaterade till en minskning av GFR- eller vitamin D-nivåer eller minskad serumkalcium eller hyperkalciuri. De förhöjda Pi-nivåerna är associerade med en minskning av fosfatutsöndringen, men är inte korrelerade med PTH-nivåer. Möjligheten att en mutation i ROMK kan orsaka en dysreglering av PTH-sekretion via eventuell interaktion med CASR bör nu undersökas.

Metoder:

Undersökningsprotokollet har lämnats till den lokala kommittén för mänskliga experiment. Informerat samtycke kommer att erhållas från berörda barn (eller unga vuxna) och deras föräldrar.

Vi räknar med att rekrytera 5 patienter från varje BS-undergrupp. Dessutom kommer vi att rekrytera 5 normala volontärer för att fungera som en extra kontrollgrupp.

Försökspersoner kommer att utvärderas under 2-dagars inläggningar på den allmänna pediatriska avdelningen som tidigare beskrivits. På den första studiedagen, 2-h I.V. infusioner av natriumcitrat kommer att göras för att gradvis sänka blodets joniserade kalciumkoncentrationer till en nivå av minst 0,2 mmol/L under preinfusionsvärdena; dosen av natriumcitrat varierar vanligtvis från 28-118 mg/kg/h. Blodprover för mätningar av joniserat kalcium och PTH kommer att tas 30, 15 och 0 minuter före och var 10:e minut under natriumcitratinfusioner. Följande dag kommer 2-timmars IV-infusioner av 10 % kalciumglukonat att göras för att gradvis höja blodets joniserade kalciumkoncentrationer till en nivå som är minst 0,2 mmol/L över preinfusionsvärdena. Dosen av kalciumglukonat varierar vanligtvis från 2-8 mg/kg/h. Blodprover för mätningar av joniserat kalcium och PTH kommer att tas som beskrivits tidigare för infusioner av natriumcitrat. Genomsnittet av mätningar som erhållits 30, 15 och 0 minuter före start av varje infusion kommer att användas för att bestämma basalvärden för blodjoniserat kalcium och serum-PTH för varje studiedag.

Blodjoniserat kalciumnivåer kommer att övervakas under kalciuminfusioner med hjälp av en kalciumspecifik elektrod (Radiometer ICA-II, Köpenhamn, Danmark); blodprover kommer att tas anaerobt och mätningar kommer att erhållas omedelbart därefter. Serumprover för PTH-bestämningar kommer att separeras genom centrifugering omedelbart efter insamling, snabbfrysta på fast CO2 och förvaras vid -70 oC fram till analys. Nivåerna av joniserat kalcium kommer att övervakas efter att kalciuminfusionerna avbrutits tills värdena återgår till utgångsnivåerna.

Den sigmoidala kurvan som beskriver förhållandet mellan blodjoniserat kalcium och serum-PTH-nivåer kommer att bestämmas för varje studieperson med hjälp av de kombinerade resultaten som erhållits under natriumcitrat- och kalciumglukonatinfusioner. Enligt modellen med fyra parametrar representerar börvärdet för kalciumreglerad PTH-frisättning den joniserade kalciumkoncentrationen vid vilken serum-PTH-nivåerna ligger mitt emellan det maximala värdet som uppnåtts under hypokalcemi och det lägsta värdet som uppnåtts under hyperkalcemi, som tidigare rapporterats.

Resultat som erhålls under kalciumglukonatinfusioner kommer att analyseras separat för att bedöma den hämmande effekten av ökande blodjoniserat kalciumkoncentrationer på PTH-frisättning. För att förbättra den linjära anpassningen av data, kommer serum-PTH-nivåer, uttryckta som den naturliga logaritmen (ln) av procent förinfusionsvärden, att plottas mot motsvarande blodjoniserat kalciumkoncentration vid varje 10-minutersintervall som tidigare beskrivits.

Statistisk analys:

Linjär regressionsanalys kommer att göras med hjälp av minsta kvadraters metod, och lutnings- och y-skärningsvärden kommer att jämföras med hjälp av t-statistiken. En mono-exponentiell kurvanpassningsalgoritm av formen y =A e-2kt + B kommer också att användas för att undersöka det kurvlinjära förhållandet mellan blodjoniserat kalcium och serum-PTH-nivåer under I.V. kalciuminfusioner; dessa resultat kommer att presenteras som medelvärden med 95 % konfidensintervall.