(三)降鈣素(Calcitonin CT)
1.化學本質
降鈣素是由甲狀腺濾泡旁細胞(又稱C細胞)所分泌的一種單鏈多肽類激素,由32個氨基酸組成,分子量為3500。N-末端1,7位氨基酸為半胱氨酸,以二硫鍵相連,形成一個封閉環(huán),C-末端為脯氨酸。分子內部的氨基酸順序變化較大,不同種類CT,32個氨基酸中只有9個位置是相同的(圖127)。但從體結構來看,這幾種CT的結構又很相似,其所有親水和疏
圖12-7 豬、牛、鮭魚和人類降鈣素的共性結構
水氨基酸殘基的位置相對固定。如疏水基的酪氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸在分子中有規(guī)律的間隔出現(xiàn)(4、9、12、16、19、22位),帶電荷的酸性氨基酸都在15和30位上。如天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸。所以每種CT對各種哺乳動物都有生物活性。一般認為CT生物活性有賴于分子中32個氨基酸結構的完整性,目前對此說法有一些新的見解,并取得一些新進展。例如人工合成一種自1922氨基酸殘基單個缺失或片斷缺失的鮭魚CT同類物,其降鈣作用為天然鮭魚CT的2倍。
2.CT的合成與分泌
在人甲狀腺C細胞中以CT mRNA為模板的最初翻譯產物是分子量約15000的蛋白,經過修飾先轉變?yōu)榉肿恿?2000的產物,最后轉變?yōu)?500的成熟CT。血鈣是影響CT分泌的主要因素。血鈣升高可刺激CT的分泌。血鈣降低則抑制CT的分泌,但CT合成的速度不受影響,因而細胞內CT含量增高。甲狀旁腺功能低下患者,其C細胞中CT含量亦增多。
3.CT的生理功能
CT作用的靶器官也主要為骨和腎,其作用與PTH相反,其作用是抑制破骨作用,抑制鈣、磷的重吸收,降低血鈣和血磷。
目前已發(fā)現(xiàn)在骨、腎、腸粘膜、精子等細胞上有CT受體,CT與受體結合激活腺苷酸環(huán)化酶,通過cAMP發(fā)揮生物效應。近來發(fā)現(xiàn)隨著細胞內Ca2+增加而出現(xiàn)CT的功能效應,有人提出Ca2+是CT作用于破骨細胞的第二信使。
(1)CT對骨的作用:CT直接抑制破骨細胞的生成,又可加速破骨細胞轉化為成骨細胞,因而增強成骨作用,抑制骨鹽溶解、降低血鈣、血磷濃度。
(2)CT對腎的作用:CT直接抑制腎小管對鈣、磷離子的重吸收,從而使尿磷,尿鈣排出增多,同時還可通過抑制腎1α—羥化酶而減少1,25-(OH)2D3的生成而間接抑制腸道對鈣、磷的吸收率,結果使血漿鈣、磷水平下降。
(3)對小腸作用:通過抑制1,25-(OH)2D3生成間接抑制鈣的吸收,一般認為無直接作用。
綜上可見,PTH,1,25-(OH)2D3、及CT均可調節(jié)鈣、磷代謝,三者相互協(xié)調,相互制約、以維持血中鈣、磷的動態(tài)平衡。三者對鈣、磷代謝的調總結于表12-2。
表12-2 三種激素對鈣、磷代謝的調節(jié)
PTH | 1,25-(OH)2D3 | CT | |
血鈣 | ↑ | ↑ | ↓ |
血磷 | ↓ | ↑ | ↓ |
小腸鈣吸收 | ↑ | ↑↑ | ↓ |
小腸磷吸收 | ↑ | ↑ | ↓ |
腎鈣重吸收 | ↓ | ↑ | ↓ |
溶腎作用 | ↑↑ | ↑ | ↓ |
成骨作用 | ↑ | ↑ | ↑ |