INTRODUZIONE
La progressione della CKD implica l’avvio di meccanismi regolatori compensatori multipli, come la stimolazione della ghiandola paratiroidea con conseguente aumento dei livelli circolanti di PTH. Per anni, una serie di fattori sono stati identificati nello sviluppo di iperparatiroidismo secondario, che potrebbe anche essere responsabile dell’aumento della morbilità e della mortalità osservata nei pazienti in dialisi.,1-3
La regolazione dei livelli di PTH è controllata attraverso un complesso meccanismo di feedback, in cui i livelli di calcio ionico, 4 calcitriolo5 o suoi derivativi6, 7 e bassi livelli di fosforo8 inibiscono la secrezione di PTH. Sono stati descritti anche altri fattori che possono agire sulla ghiandola paratiroidea modificando la secrezione e/o la sintesi di PTH, come alluminio,9 estrogeni,10 magnesio, corticosteroidi e alcune citochine.11 Più recentemente, il fattore di crescita del fibroblasto 23 (FGF-23) è stato aggiunto a questa lista, che è in grado di inibire direttamente la sintesi e la secrezione di PTH.,12
La ghiandola paratiroidea è regolata attraverso i suoi recettori, tra cui spiccano CaR, VDR e il recettore del fattore di crescita dei fibroblasti (FGFR). Sebbene molti processi normativi siano specificamente mediati da questi recettori, il loro ruolo e i meccanismi di segnalazione sono controversi., Gli effetti di calcio, calcitriolo e anche fosforo sulla funzione paratiroidea avvengono attraverso meccanismi specifici; tuttavia, ci sono anche azioni indirette che dipendono dalla stretta connessione e interrelazione tra calcio, calcitriolo e fosforo sui recettori del calcio e della vitamina D coinvolti nella regolazione paratiroidea. In questo articolo, intendiamo rivedere e aggiornare criticamente il ruolo dei recettori CaR e VDR nella produzione di PTH.
CALCIO E RECETTORE DEL CALCIO
Lo calcium calcio extracellulare è il principale regolatore paratiroideo.,13 Bassi livelli di calcio stimolano la secrezione di PTH in pochi minuti, mentre livelli elevati inibiscono il rilascio di ormoni e favoriscono la degradazione all’interno delle cellule paratiroidee stesse.14 Ciò si traduce in una risposta della ghiandola paratiroidea sigmoidale, in cui piccoli cambiamenti dello ion calcio extracellulare causano grandi variazioni del PTH, acquisendo la sua maggiore inibizione nell’ipercalcemia.
Gli effetti del calcio sul PTH sono mediati dal suo recettore specifico, CaR,15 che appartiene alla famiglia dei recettori accoppiati alla proteina G, è presente sulla membrana delle cellule paratiroidi., Un aumento di calcio extracellulare è percepito dall’automobile, che innesca una cascata di segnalazione intracellulare che provoca l’inibizione della secrezione e della sintesi di PTH.
Anche se l’espressione AUTO, proprio come il suo messaggero di RNA (MRNA) e il suo prodotto proteico, può essere alterato in molte circostanze. Nella maggior parte dei casi i motivi per cui ciò si verifica non sono stati chiariti. Vari studi hanno osservato una drastica diminuzione dell’espressione di AUTO in colture cellulari paratiroidi monostrato o disperse, 16, 17 ma non quando le ghiandole sono coltivate in modo intero, frammentato o laminato.,18 Alla luce di questi risultati, e sebbene il meccanismo sottostante sia sconosciuto, sembra che l’espressione dell’automobile dipenda dalla struttura tridimensionale del tessuto. Infatti, quando le cellule paratiroidee disperse vengono coltivate in una matrice di collagene che consente il loro raggruppamento in una forma simile al tessuto paratiroideo (pseudogland), l’espressione del recettore recupera.19
Inoltre, sebbene l’azione principale dell’automobile sia quella di percepire il calcio, l’espressione e la concentrazione dell’automobile nelle ghiandole paratiroidi non sembrano dipendere dai livelli extracellulari di calcio., Studi in vivo hanno dimostrato che gli animali stufi di una dieta ad alto o basso contenuto di calcio non mostrano differenze nei livelli di CaR nelle ghiandole paratiroidi, suggerendo che il calcio non ha un effetto regolatore sul suo recettore.20,21 Tuttavia, nell’interpretare e analizzare i risultati, è fondamentale tenere conto del fatto che negli studi in vivo, le variazioni di uno dei fattori che regolano il PTH possono anche indurre cambiamenti in altri fattori che sono anche in grado di regolare il PTH, quindi nascondere o disturbare il vero effetto del fattore in esame., In un recente studio del nostro gruppo22 abbiamo cercato di affrontare queste questioni modificando solo uno dei regolatori e mantenendo costante il resto. Così, abbiamo dimostrato nelle ghiandole paratiroidi di ratti normali che aumentando le concentrazioni di calcio abbassato PTH mRNAlevels, ma non espressione auto, indicando che questo effetto era dovuto all’attivazione del recettore, ma non per aumentare i suoi livelli., Durante le 24 ore di coltura con le diverse concentrazioni di calcio, i livelli di mRNA CaR e proteine non sono cambiati nemmeno raddoppiando la concentrazione di calcio presente nel mezzo di coltura (figura 1).
CALCITRIOLO E RECETTORE DELLA VITAMINA D
Il calcitriolo è anche un importante regolatore della ghiandola paratiroidea ed esercita un effetto diretto sulla secrezione di PTH inibendo la sua sintesi di mRNA.14
Il calcitriolo agisce sulla ghiandola paratiroidea attraverso il suo recettore specifico, VDR, un recettore ad alta affinità e specificità, che appartiene al gruppo dei recettori steroidei/tiroidei., Quando il calcitriolo lega il suo recettore, produce la traslocazione del complesso calcitriolo-VDR al nucleo cellulare, formando un eterodimero con il recettore X retinoide (RXR). Il complesso di calcitriolo – VDR-RXR lega gli elementi sensibili della vitamina D (VDRE) presenti nella regione del promotore del gene PTH, bloccandone la trascrizione. Oltre a questo, il calcitriolo è in grado di inibire indirettamente la secrezione di PTH aumentando l’assorbimento del calcio nell’intestino e allo stesso tempo stimolando il riassorbimento osseo e la rimozione del calcio.,23
Contrariamente a quanto avviene con calcio e CaR, il calcitriolo regola l’espressione del proprio recettore (VDR), stimolando la sua sintetizza24 e aumentando la sua vita media.25 Pertanto, il deficit di calcitriolo osservato nei pazienti con CKD è associato a una diminuzione dei livelli di VDR nella ghiandola paratiroidea.,Fino ad ora, tutti gli studi sull’effetto del calcitriolo sui livelli di VDR sono sempre stati effettuati in vivo,27-29 ed è stato osservato che la regolazione del calcitriolo della VDR era stata efficace solo in condizioni ipercalcemiche e normocalcemiche, non nell’ipocalcemia, suggerendo che i livelli di calcio possono essere critici per il controllo dei livelli di VDR., Tuttavia, in un recente studio22 in cui le ghiandole paratiroidi sono state coltivate in bassi livelli di calcio, abbiamo osservato che il calcitriolo era in grado di aumentare i livelli di mRNA VDR e livelli proteici (figura 2), suggerendo una minore dipendenza da VDR in relazione alla concentrazione di calcio.
COOPERAZIONE TRA CALCIO, CALCITRIOLO, CaR E VDR
Oltre all’effetto descritto del calcio e del calcitriolo sui propri recettori, entrambi possono cooperare modificando la risposta reciproca in modo positivo., Anche se VDR è il recettore specifico per calcitriolo, e altri metaboliti analoghi della vitamina D, calcio è anche in grado di regolare i livelli di VDR. Diversi in vivo28, 29 e in vitro22,29 studi hanno descritto questo effetto, come lo studio recentemente menzionato dal nostro gruppo22 in cui è stato osservato che dopo 24 ore la coltura delle ghiandole paratiroidi con calcio, i livelli di mRNA VDR e proteine (figura 3A y 3B) aumentavano.
È stato anche descritto che il calcitriolo può anche regolare l’auto, anche se in questo caso i risultati sono ancora contraddittori., Alcuni studi non hanno rilevato variazioni nei livelli di AUTO con calcitriolo.21 Altri riscontrano solo un aumento CaR in condizioni normali e ipercalcemiche, 20, 29 mentre altri ricercatori hanno osservato questo effetto anche quando le ghiandole paratiroidi sono coltivate con una bassa concentrazione di calcio.22 In queste condizioni, è stato dimostrato che il calcitriolo, dopo 48 ore di coltura, aumenta non solo l’mRNA dell’auto ma anche la sua proteina (figura 3C y 3D). È stato ipotizzato che questo effetto del calcitriolo sull’auto possa essere mediato attraverso VDRE, presente anche nel promotore del gene dell’auto.,30
ALTRI FATTORI MODULARI DI CaR E VDR
Oltre alla regolazione che il calcio e il calcitriolo esercitano sui loro recettori, ci sono altri fattori e farmaci che possono regolare i livelli di CaR e VDR. Uno di questi fattori è il fosforo, che oltre ad esercitare una regolazione diretta del PTH aumentando la sua secrezione, 31 può esercitare una regolazione indiretta, modificando l’espressione CaR e VDR, anche se questo argomento è dibattuto., Nel caso di CaR, alcuni studi hanno dimostrato che una dieta ricca di fosforo è in grado di ridurre l’espressione di CaR,32-34 sebbene il precedente lavoro in vivo non abbia rilevato cambiamenti nell’espressione di CaR nelle ghiandole paratiroidi con diete ad alto o basso contenuto di fosforo.35,36
Inoltre alcuni ricercatori hanno dimostrato che il fosforo potrebbe modificare l’espressione del VDR. Questo effetto sembra essere tessuto-specifico, dato che nell’intestino il fosforo potrebbe aumentare l’espressione di VDR mentre potrebbe abbassarlo nel rene.37 È importante sottolineare il ruolo dei leganti del fosfato qui., L’iperfosfatemia caratteristica degli stadi avanzati della CKD, potrebbe essere responsabile delle variazioni nei livelli di CaR e VDR nelle ghiandole paratiroidi. L’uso di leganti fosfatici per ridurre l’iperfosfatemia potrebbe aiutare a normalizzare i livelli di espressione di CaR e VDR.
L’alluminio è un altro fattore in grado di regolare la funzione paratiroidea inibendo la secrezione di PTH che potrebbe intervenire nella regolazione CaR e VDR.,38 Studi precedenti del nostro gruppo hanno dimostrato l’esistenza di un effetto inibitorio dose-dipendente di alluminio sui livelli di mRNA di PTH nei ratti con insufficienza renale cronica,39 riducendo l’espressione genica CaR attraverso un meccanismo posttranscrizionale.9 Tuttavia, non è noto se l’alluminio abbia alcun effetto sulla VDR.
Infine, i calcimimetici, che modulano l’AUTO allostericamente, aumentano la sensibilità del recettore al calcio extracellulare e riducono la secrezione di PTH.40-42 Sembrano anche avere un effetto sul VDR aumentando la sua espressione e riducendo la sintesi di PTH43.,
In sintesi, i meccanismi regolatori del PTH sono complessi. Diversi fattori sono coinvolti in questa regolazione e esercitano le loro azioni attraverso specifici recettori mediante meccanismi diretti e indiretti che modulano l’espressione di quei recettori, che allo stesso tempo modificano il livello di risposta delle ghiandole paratiroidi.
Riconoscimenti
Questo studio è stato supportato da Fondo de Investigaciones Sanitarias (FIS 02/0688) (CIiii-Retic-RD06, REDinREN, (16/06) e Fundación Renal Íñigo Ávarez de Toledo., Durante lo sviluppo di questo progetto, Natalia Carrillo-López ha ricevuto una sovvenzione dalla Fondazione Renale don íñigo Álvarez de Toledo, e successivamente un contratto di ricerca da REDinREN (ISCIIIRetic-RD06, REDinREN 16/06), Pablo Román-García e il Dr. Daniel Álvarez-Hernández, Ignacio González-Suárez e il Dr. ManuelNaves-Díaz anche contribuito allo sviluppo del progetto.
Figura 1.
Figura 2.,
Figura 3.
