Кальцитонин - Calcitonin

КАЛКА
Доступные конструкции PDB Поиск Human UniProt: PDBe RCSB Список идентификационных кодов PDB 2JXZ, %% s1LS7
Идентификаторы
Псевдонимы	КАЛКА, CALC1, CGRP, CGRP-I, CGRP1, CT, KC, PCT, кальцитонин-родственный полипептид альфа, CGRP-альфа
Внешние идентификаторы	OMIM: 114130 ГомолоГен: 88401 Генные карты: КАЛКА
Расположение гена (человек) Chr. Хромосома 11 (человек)[1] Группа 11п15.2 Начинать 14,966,668 бп[1] Конец 14,972,354 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон Дополнительные данные эталонного выражения
Генная онтология Молекулярная функция • гормональная активность • связывание рецептора кальцитонина • GO: 0001948 связывание с белками • идентичное связывание с белками • рецепторное связывание • GO: 0032403 связывание макромолекулярного комплекса Сотовый компонент • цитоплазма • внутриклеточный • внеклеточная область • аксон • терминальный бутон • тело нейрональной клетки • проекция нейрона • ядро клетки • внеклеточный Биологический процесс • метаболический процесс клеточного белка • клеточный ответ на стимул фактора роста нервов • положительная регуляция концентрации ионов кальция в цитозоле, участвующих в сигнальном пути, активирующем фосфолипазу C, связанном с G-белком • отрицательная регуляция сокращения гладких мышц • регулирование сердечных сокращений • хемотаксис моноцитов • отрицательное регулирование артериального давления • положительное регулирование концентрации ионов кальция в цитозоле • клеточный ответ на фактор некроза опухоли • старение • расширение сосудов • клеточный гомеостаз ионов кальция • реакция на жару • отрицательная регуляция процессов в неврологической системе • положительное регулирование окостенения • активация активности аденилатциклазы • регулирование пульса • обнаружение температурного стимула, участвующего в сенсорном восприятии боли • отрицательное регулирование окостенения • ответ на боль • вазодилатация артерии, участвующая в реакции барорецепторов на повышение системного артериального давления • пищевое поведение • воспалительная реакция • нейропептидный сигнальный путь • отрицательная регуляция транскрипции, ДНК-шаблон • активация активности протеинкиназы • имплантация эмбриона • отрицательная регуляция резорбции костной ткани • регуляция рецепторной активности • Путь передачи сигналов рецептора, сопряженного с G-белком • Путь передачи сигналов рецептора, активирующего аденилатциклазу, сопряженного с G-белком • регулирование концентрации ионов кальция в цитозоле • лейкоцитарная клеточная адгезия • Интернализация рецепторов, связанных с G-белками • положительное регулирование выработки интерлейкина-1 альфа • реакция на дрожжи • отрицательная регуляция дифференцировки остеокластов • передача сигналов от клетки к клетке • антибактериальный гуморальный ответ • положительная регуляция дифференцировки макрофагов • рецепторная интернализация • регулирование артериального давления • фосфорилирование белков • развитие сосудистой сети • защитный ответ на грамотрицательные бактерии • пролиферация эндотелиальных клеток • положительная регуляция продукции интерлейкина-8 • неврологический системный процесс, участвующий в регуляции системного артериального давления • отрицательная регуляция транспорта ионов кальция в цитозоль • врожденная иммунная система • миграция эндотелиальных клеток • противогрибковый гуморальный ответ • защитный ответ на грамположительные бактерии • антимикробный гуморальный иммунный ответ, опосредованный антимикробным пептидом • положительное регулирование диаметра кровеносных сосудов • сигнальный путь рецептора амилина • сигнальный путь рецептора пептида, связанного с геном кальцитонина Источники:Amigo / QuickGO
Ортологи
Разновидность	Человек	Мышь
Entrez	796	н / д
Ансамбль	ENSG00000110680	н / д
UniProt	P01258 P06881	н / д
RefSeq (мРНК)	NM_001033952 NM_001033953 NM_001741 NM_001378949 NM_001378950	н / д
RefSeq (белок)	NP_001029124 NP_001029125 NP_001732 NP_001365878 NP_001365879 NP_001029125.1	н / д
Расположение (UCSC)	Chr 11: 14.97 - 14.97 Мб	н / д
PubMed поиск	[2]	н / д
Викиданные
Просмотр / редактирование человека

Кальцитонин это 32 аминокислоты пептидный гормон секретно парафолликулярные клетки (также известные как C-клетки) щитовидная железа у людей и у многих других животных в ультимофарингеальное тело.^[3] Он снижает кровь кальций (Ca²⁺), противодействуя эффектам паратироидный гормон (ПТГ).^[4]

Кальцитонин был обнаружен в рыбе, рептилии, птицы, и млекопитающие. Его значение для людей не было так хорошо установлено, как его значение для других животных, поскольку его функция обычно не имеет значения в регуляции нормального кальциевый гомеостаз.^[5] Он принадлежит к семейство кальцитонин-подобных белков.

Исторически кальцитонин также назывался тиреокальцитонином.

Биосинтез и регуляция

Кальцитонин образуется протеолитический расщепление большего препропептид, который является продуктом гена CALC1 (КАЛКА ). Он функционально является антагонистом ПТГ и витамина D3. Ген CALC1 принадлежит к суперсемейству родственных предшественников белковых гормонов, включая белок-предшественник островкового амилоида, пептид, связанный с геном кальцитонина, и предшественник адреномедуллин.

Секреция кальцитонина стимулируется:

• увеличение сыворотки [Ca²⁺]^[6]
• гастрин и пентагастрин.^[7]

Функция

Основная статья: Метаболизм кальция

Гормон участвует в кальций (Ca²⁺) и фосфор метаболизм. Кальцитонин во многом противодействует паратироидный гормон (ПТГ) и витамин D.

В частности, кальцитонин снижает содержание кальция в крови.²⁺ уровни двумя способами:

• Основной эффект: подавляет остеокласт деятельность в кости, которые разрушают кость^[8]
• Незначительный эффект: подавляет почечная трубчатая клетка реабсорбция Са²⁺ и фосфат, позволяя им выводиться из организма моча^[9][10]

Высокие концентрации кальцитонина могут увеличивать выведение с мочой кальция и фосфата через почечный канальцы.^[11] что приводит к выраженной гипокальциемии. Однако это незначительный эффект, не имеющий физиологического значения для человека. Это также кратковременный эффект, потому что почки становятся устойчивыми к кальцитонину, что демонстрируется неизменной экскрецией кальция почками у пациентов с опухолями щитовидной железы, которые секретируют чрезмерное количество кальцитонина.^[12]

Своими действиями по сохранению скелета кальцитонин защищает от потери кальция из скелета в периоды мобилизации кальция, такие как беременность и особенно, кормление грудью. Защитные механизмы включают прямое ингибирование резорбции костей и косвенный эффект через ингибирование высвобождения пролактина из гипофиза. Причина в том, что пролактин вызывает высвобождение родственного ПТГ пептида, который усиливает резорбцию костей, но все еще исследуются.,^[13][14][15]

Другие эффекты заключаются в предотвращении постпрандиального гиперкальциемия в результате абсорбции Са²⁺. Кроме того, кальцитонин подавляет прием пищи у крыс и обезьян и может вызывать ЦНС действие, предполагающее регулирование кормления и аппетита.

Кальцитонин снижает содержание кальция и фосфора в крови, главным образом, за счет ингибирования остеокластов. Остеобласты не имеют рецепторов кальцитонина и поэтому не зависят напрямую от уровня кальцитонина. Однако, поскольку резорбция кости и формирование кости являются связанными процессами, в конечном итоге ингибирование кальцитонином активности остеокластов приводит к увеличению остеобластический активность (как косвенный эффект).^[12]

Рецептор

В рецептор кальцитонина, локализован на остеокласты,^[16] почка и отделы мозга - это Рецептор, связанный с G-белком. Это связано с грамм_s к аденилатциклаза, и тем самым к поколению лагерь в клетках-мишенях. Это может также повлиять на яичники у женщин и яички у мужчин.

Открытие

Кальцитонин был впервые очищен в 1962 г. Дуглас Гарольд Копп и Б. Чейни в Университет Британской Колумбии, Канада.^[17] Первоначально считалось, что он секретируется паращитовидная железа но был показан Иэн Макинтайр и его команду в Королевской медицинской школе последипломного образования в Лондоне. парафолликулярные клетки из щитовидная железа.^[18] Доктор Копп назвал обнаруженный гормон кальцитонином из-за его роли в «поддержании нормального тонуса кальция».^[17]

Медицинское значение

Кальцитониновый тест используется для выявления пациентов с узловыми заболеваниями щитовидной железы. Это полезно для ранней диагностики медуллярной карциномы щитовидной железы. Злокачественное новообразование парафолликулярных клеток, то есть медуллярный рак щитовидной железы, обычно вызывает повышенный уровень кальцитонина в сыворотке. Прогноз ЦПМ зависит от раннего выявления и лечения.

Фармакология

Кальцитонин лосося используется для лечения:

• Постменопаузальный остеопороз
• Гиперкальциемия
• Болезнь Педжета
• Метастазы в кости
• Фантомная боль в конечностях^[19]

Это было исследовано как возможное безоперационное лечение стеноз позвоночного канала.^[20]

Следующая информация взята из Великобритании. Сборник электронных лекарств^[21]

Общие характеристики действующего вещества

Кальцитонин лосося быстро всасывается и выводится из организма. Пиковые концентрации в плазме достигаются в течение первого часа после приема.

Исследования на животных показали, что кальцитонин метаболизируется главным образом посредством протеолиза в почках после парентерального введения. Метаболиты не имеют специфического биологическая активность кальцитонина. Биодоступность после подкожной и внутримышечной инъекции у людей высока и одинакова для двух способов введения (71% и 66% соответственно).

Кальцитонин имеет короткие периоды полувыведения, составляющие 10–15 минут и 50–80 минут соответственно. Кальцитонин лосося в основном и почти исключительно разлагается в почках, образуя фармакологически неактивные фрагменты молекулы. Следовательно, у пациентов с терминальной почечной недостаточностью метаболический клиренс намного ниже, чем у здоровых людей. Однако клиническая значимость этого открытия не известна. Связывание с белками плазмы составляет от 30% до 40%.

Характеристики у пациентов

Существует взаимосвязь между подкожной дозой кальцитонина и пиковыми концентрациями в плазме. После парентерального введения 100 МЕ кальцитонина пиковая концентрация в плазме составляет примерно от 200 до 400 пг / мл. Более высокие уровни в крови могут быть связаны с увеличением частоты тошноты, рвоты и секреторной диареи.

Доклинические данные по безопасности

Традиционные долгосрочные исследования токсичности, репродукции, мутагенности и канцерогенности были выполнены на лабораторных животных. Кальцитонин лосося не обладает эмбриотоксическим, тератогенным и мутагенным действием.

Сообщалось о повышении частоты аденом гипофиза у крыс, получавших синтетический кальцитонин лосося в течение 1 года. Это считается видоспецифическим эффектом и не имеет клинического значения.^[22] Кальцитонин лосося не проникает через плацентарный барьер.

У кормящих животных, получавших кальцитонин, наблюдалось подавление выработки молока. Кальцитонин выделяется с молоком.

Фармацевтическое производство

Кальцитонин был извлечен из ультимобранхиальных желез (щитовидно-подобных желез) рыб, особенно лосося. Кальцитонин лосося напоминает человеческий кальцитонин, но более активен. В настоящее время его производят либо рекомбинантная ДНК технологиями или химическими пептидный синтез. Было продемонстрировано, что фармакологические свойства синтетических и рекомбинантных пептидов качественно и количественно эквивалентны.^[21]

Использование кальцитонина

Лечение

Кальцитонин, влияющий на позвоночник.

Кальцитонин можно использовать терапевтически для лечения гиперкальциемия или же остеопороз.^[23]В недавнем клиническом исследовании подкожные инъекции кальцитонина снизили частоту переломов и уменьшили уменьшение костной массы у женщин с диабетом 2 типа, осложненным остеопорозом.^[24]

Подкожные инъекции кальцитонина пациентам, страдающим мания привело к значительному снижению раздражительности, эйфории и гиперактивности, и, следовательно, кальцитонин перспективен для лечения биполярное расстройство.^[25] Однако о дальнейшей работе по этому потенциальному применению кальцитонина не сообщалось.

Диагностика

Может использоваться диагностически как онкомаркер за медуллярный рак щитовидной железы, при котором могут присутствовать высокие уровни кальцитонина, а повышенные уровни после операции могут указывать на рецидив. Его даже можно использовать на биопсия образцы из подозрительных поражений (например, лимфатический узел которые вздутый ), чтобы установить, являются ли они метастазы исходного рака.

Отсечки Для кальцитонина для различения случаев медуллярного рака щитовидной железы было предложено следующее, при этом более высокое значение увеличивает подозрение на медуллярный рак щитовидной железы:^[26]

• женщины: 5 нг / л или пг / мл
• мужчины: 12 нг / л или пг / мл
• дети до 6 месяцев: 40 нг / л или пг / мл
• дети от 6 месяцев до 3 лет: 15 нг / л или пг / мл

В возрасте старше 3 лет можно использовать обрезки для взрослых.

Сообщалось также о повышенных уровнях кальцитонина при различных других состояниях. Они включают: С-клеточная гиперплазия, нетиреоидная карцинома овса, не тироидная карцинома и другие злокачественные новообразования, не связанные с щитовидной железой, острая травма почек и хроническая почечная недостаточность, гиперкальциемия, гипергастринемия и другие желудочно-кишечные расстройства, и легочная болезнь.^[27]

Структура

Кальцитонин - полипептидный гормон из 32 аминокислот с молекулярной массой 3454,93 дальтон. Его структура состоит из единственной альфа-спирали.^[28] Альтернативный сплайсинг гена, кодирующего кальцитонин, дает отдаленно родственный пептид из 37 аминокислот, называемый пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), бета-тип.^[29]

Ниже приведены аминокислотные последовательности кальцитонина лосося и человека:^{[нужна цитата ][30]}

• лосось:

Cys-Ser-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Val-Leu-Gly-Lys-Leu-Ser-Gln-Glu-Leu-His-Lys-Leu-Gln-Thr-Tyr-Pro-Arg-Thr- Асн-Тр-Гли-Сер-Гли-Тр-Про

• человек:

Cys-Gly-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Met-Leu-Gly-Thr-Tyr-Thr-Gln-Asp-Phe-Asn-Lys-Phe-His-Thr-Phe-Pro-Gln-Thr- Ала-Иль-Глы-Вал-Глы-Ала-Про

По сравнению с кальцитонином лосося, кальцитонин человека отличается по 16 остаткам.

Смотрите также

• Прокальцитонин

Рекомендации

1. ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000110680 - Ансамбль, Май 2017
2. "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
3. Костофф А. «Раздел 5, Глава 6: Анатомия, структура и синтез кальцитонина (CT)». Эндокринология: гормональный контроль кальция и фосфатов. Медицинский колледж Джорджии. Архивировано из оригинал 5 сентября 2008 г.. Получено 2008-08-07.
4. Бор WF, Boulpaep EL (2004). «Глава эндокринной системы». Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход. Elsevier / Saunders. ISBN  1-4160-2328-3.
5. Костофф А. «Раздел 5, Глава 6: Биологические действия CT». Медицинский колледж Джорджии. Архивировано из оригинал 5 июля 2008 г.. Получено 2008-08-07.
6. Костанцо, Линда С. (2007). BRS физиология. Липпинкотт, Уильямс и Уилкинс. стр.263. ISBN  978-0-7817-7311-9.
7. Эрдоган М.Ф., Гурсой А., Кулаксизоглу М. (октябрь 2006 г.). «Долгосрочные эффекты повышенного уровня гастрина на секрецию кальцитонина». J. Endocrinol. Вкладывать деньги. 29 (9): 771–5. Дои:10.1007 / BF03347369. PMID  17114906. S2CID  41798141.
8. Костофф А. «Раздел 5, Глава 6: Влияние компьютерной томографии на кости». Медицинский колледж Джорджии. Архивировано из оригинал 22 июня 2008 г.. Получено 2008-08-07.
9. Поттс Дж, Юппнер Х (2008). «Глава 353. Нарушения паращитовидной железы и гомеостаза кальция». В Longo DL, Kasper DL, Jameson JL, Fauci AS, Hauser SL, Loscalzo J (ред.). Принципы внутренней медицины Харрисона (18-е изд.). Макгроу-Хилл. Архивировано из оригинал на 2017-05-08. Получено 2017-05-29.
10. Родес Р. (2009). Медицинская физиология: принципы клинической медицины. Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN  978-0-7817-6852-8.
11. Карни С.Л. (1997). «Кальцитонин и почечный транспорт кальция и электролитов человека». Метаболизм минералов и электролитов. 23 (1): 43–7. PMID  9058369.
12. Гудман Х.М. (2009). Основы медицинской эндокринологии (Четвертое изд.). Эльзевир. ISBN  978-0-12-373975-9.
13. Хорвиц MJ, Tedesco MB, Sereika SM, Syed MA, Garcia-Ocaña A, Bisello A, Hollis BW, Rosen CJ, Wysolmerski JJ, Dann P, Gundberg C, Stewart AF (октябрь 2005 г.). «Непрерывная инфузия PTH и PTHrP вызывает подавление образования костей и дискордантное воздействие на 1,25 (OH) 2 витамина D». J. Bone Miner. Res. 20 (10): 1792–803. Дои:10.1359 / JBMR.050602. PMID  16160737. S2CID  25594820.
14. Davey RA, Turner AG, McManus JF, Chiu WS, Tjahyono F, Moore AJ, Atkins GJ, Anderson PH, Ma C, Glatt V, MacLean HE, Vincent C, Bouxsein M, Morris HA, Findlay DM, Zajac JD (август 2008 г.) ). «Рецептор кальцитонина играет физиологическую роль в защите от гиперкальциемии у мышей». J. Bone Miner. Res. 23 (8): 1182–93. Дои:10.1359 / jbmr.080310. ЧВК  2680171. PMID  18627265.
15. Вудро Дж. П., Шарп С. Дж., Фадж Н. Дж., Хофф А. О., Гагель Р. Ф., Ковач К. С. (сентябрь 2006 г.). «Кальцитонин играет решающую роль в регулировании минерального обмена в костях во время лактации». Эндокринология. 147 (9): 4010–21. Дои:10.1210 / en.2005-1616. PMID  16675524.
16. Николсон Г.К., Мозли Дж. М., Секстон П. М., Мендельсон Ф. А., Мартин Т. Дж. (Август 1986 г.). «Обильные рецепторы кальцитонина в изолированных остеокластах крысы. Биохимическая и авторадиографическая характеристика». J. Clin. Вкладывать деньги. 78 (2): 355–60. Дои:10.1172 / JCI112584. ЧВК  423551. PMID  3016026.
17. Копп Д.Х., Чейни Б. (январь 1962 г.). «Кальцитонин - гормон паращитовидной железы, который снижает уровень кальция в крови». Природа. 193 (4813): 381–2. Дои:10.1038 / 193381a0. PMID  13881213. S2CID  4292938.
18. Фостер Г.В., Багдианц А., Кумар М.А., Слак Е., Солиман А.А., Макинтайр I (июнь 1964 г.). «Кальцитонин тироидного происхождения». Природа. 202 (4939): 1303–5. Дои:10.1038 / 2021303a0. PMID  14210962. S2CID  2443410.
19. Wall GC, Heyneman CA (апрель 1999 г.). «Кальцитонин при фантомной боли в конечностях». Летопись фармакотерапии. 33 (4): 499–501. Дои:10.1345 / aph.18204. PMID  10332543. S2CID  30651328.
20. Tran DQ, Duong S, Finlayson RJ (июль 2010 г.). «Стеноз поясничного отдела позвоночника: краткий обзор консервативной терапии». Кан Дж Анаэст. 57 (7): 694–703. Дои:10.1007 / s12630-010-9315-3. PMID  20428988.
21. «Сборник электронных лекарств». Архивировано из оригинал на 2005-11-08. Получено 2008-08-07.
22. «Инъекционный кальцитонин из лосося» (PDF).
23. Инцерилло А.М., Заиди М., Хуанг С.Л. (2004). «Кальцитонин: физиологические действия и клиническое применение». Журнал детской эндокринологии и метаболизма. 17 (7): 931–40. Дои:10.1007 / s00198-015-3149-3. PMID  15301040. S2CID  23551343.
24. Dexue L, Yueyue Z (ноябрь 2014 г.). «Кальцитонин лосося в лечении пожилых женщин с сахарным диабетом 2 типа, осложненным остеопорозом». Pak J Pharm Sci. 27 (6 Прил.): 2079–81. PMID  25410076.
25. Вик А., Ятам Л. Н. (март 1998 г.). «Кальцитонин и биполярное расстройство: пересмотренная гипотеза». Журнал психиатрии и неврологии. 23 (2): 109–17. ЧВК  1188909. PMID  9549251.
26. Basuyau JP, Mallet E, Leroy M, Brunelle P (октябрь 2004 г.). «Референсные интервалы для сывороточного кальцитонина у мужчин, женщин и детей». Clin. Chem. 50 (10): 1828–30. Дои:10.1373 / Clinchem.2003.026963. PMID  15388660.
27. Буртис CA, Ashwood ER, Bruns DE (2012). Учебник Тиц по клинической химии и молекулярной диагностике (5-е изд.). Elsevier Saunders. п. 1774 г. ISBN  978-1-4160-6164-9.
28. Андреотти Г., Мендес Б.Л., Амодео П., Морелли М.А., Накамута Н., Мотта А. (август 2006 г.). «Структурные детерминанты биоактивности кальцитонина лосося: роль амфипатической альфа-спирали на основе Leu». J. Biol. Chem. 281 (34): 24193–203. Дои:10.1074 / jbc.M603528200. PMID  16766525.
29. "аннотация домена кальцитонина". SMART (простой инструмент исследования модульной архитектуры). embl-heidelberg.de. Получено 2009-02-22.
30. «Калицитонин лосося». проспекбио.

дальнейшее чтение

• Макинтайр И., Алевизаки М., Бевис П.Дж., Заиди М. (апрель 1987 г.). «Кальцитонин и пептиды из гена кальцитонина». Клиническая ортопедия и смежные исследования (217): 45–55. Дои:10.1097/00003086-198704000-00007. PMID  3549095.
• Di Angelantonio S, Giniatullin R, Costa V, Sokolova E, Nistri A (июль 2003 г.). «Модуляция нейрональной функции никотиновых рецепторов нейропептидами CGRP и веществом P на вегетативных нервных клетках». Британский журнал фармакологии. 139 (6): 1061–73. Дои:10.1038 / sj.bjp.0705337. ЧВК  1573932. PMID  12871824.
• Финдли Д.М., Секстон П.М. (декабрь 2004 г.). «Кальцитонин». Факторы роста. 22 (4): 217–24. Дои:10.1080/08977190410001728033. PMID  15621724. S2CID  218910711.
• Спонхольц К., Сакр Ю., Рейнхарт К., Бранкхорст Ф (2007). «Диагностическая ценность и прогностическое значение прокальцитонина в сыворотке крови после кардиохирургии: систематический обзор литературы». Критический уход. 10 (5): R145. Дои:10.1186 / cc5067. ЧВК  1751067. PMID  17038199.
• Schneider HG, Lam QT (август 2007 г.). «Прокальцитонин для клинической лаборатории: обзор». Патология. 39 (4): 383–90. Дои:10.1080/00313020701444564. PMID  17676478. S2CID  28018130.
• Грани Дж., Неска А., Дель Сордо М., Кальванский А., Карботта Дж., Бьянкини М., Фумарола А. (июнь 2012 г.). «Интерпретация сывороточного кальцитонина у пациентов с хроническим аутоиммунным тиреоидитом». Эндокринный рак. Бионаука. 19 (3): 345–9. Дои:10.1530 / ERC-12-0013. PMID  22399011.

внешняя ссылка

• Белок кальцитонина
• Кальцитонин в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)