Паратгормон (ПТГ): что это, роль и функции, норма, причины повышения и понижения в крови

© Автор: З. Нелли Владимировна, врач лабораторной диагностики НИИ трансфузиологии и медицинских биотехнологий, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Вещество, вырабатываемое околощитовидными железами, имеющее белковую природу, включающее несколько частей (фрагментов), которые различны между собой последовательностью аминокислотных остатков (I, II, III), вместе составляют паратиреоидный гормон.

Паратиреокрин, паратирин, C-terminal, ПТГ, PTH и, наконец, паратиреоидный гормон или паратгормон – под такими названиями и аббревиатурой в медицинской литературе можно встретить гормон, секретируемый маленькими («с горошинку») парными железками (верхние и нижние пары), которые обычно располагаются на поверхности самой большой эндокринной железы человека – «щитовидки».

Паратиреоидный гормон, вырабатываемый этими околощитовидными железами, контролирует регуляцию обмена кальция (Ca) и фосфора (P), под его воздействием содержание такого важного для костной системы (и не только) макроэлемента, как кальций, в крови возрастает.

Ему нет и 50-ти…

Догадки о значении околощитовидных желез и веществе, которое они производят, были высказаны еще на заре 20 века (1909 г.) американским профессором биохимии Макколлумом. При наблюдении за животными с удаленными паращитовидными железами было отмечено, что в условиях существенного снижения кальция в крови их одолевают тетанические судороги, вызывающие в конечном итоге смерть организма. Однако инъекции солевых растворов кальция, сделанные страдающим от судорог подопытным «братьям нашим меньшим», по неизвестной в те времена причине способствовали снижению судорожной активности и помогали им не только выживать, но и возвращаться почти к нормальному существованию.

Некоторые прояснения в отношении загадочного вещества появились спустя 16 лет (1925 г.), когда был обнаружен экстракт, обладающий биологически активными (гормональными) свойствами и повышающий уровень Ca в плазме крови.

Однако прошли многие годы, и только в 1970 году из околощитовидных желез быка был выделен чистый паратиреоидный гормон. Тогда же была обозначена атомная структура нового гормона вместе с ее связями (первичная структура). Кроме этого, выяснилось, что молекулы ПТГ состоят из 84 аминокислот, располагающихся в определенной последовательности, и одной полипептидной цепи.

Что касается самой «фабрики» паратгормона, то фабрикой назвать ее можно с очень большой натяжкой, настолько она мала. Количество «горошинок» в верхней и нижней части в сумме варьирует от 2 до 12 штук, однако классическим вариантом считается 4. Вес каждой железки также очень маленький – от 25 до 40 миллиграммов. При удалении щитовидной железы (ЩЖ) по поводу развития онкологического процесса паращитовидные железы (ПЩЖ), как правило, покидают организм больного вместе с ней. В иных случаях при операциях на ЩЖ эти «горошинки» из-за своего размера удаляются ошибочно.

Норма паратгормона

Норма паратгормона в анализе крови измеряется в различных единицах: мкг/л, нг/л, пмоль/л, пг/мл и имеет весьма небольшие цифровые значения.  С возрастом количество продуцируемого гормона увеличивается, поэтому у лиц преклонных лет его содержание может быть вдвое больше, нежели у молодых людей. Однако, чтобы читателю было проще разобраться, наиболее часто употребляемые единицы измерения паратиреоидного гормона и границы нормы в соответствии с возрастом целесообразнее представить в таблице:

Возраст	Границы нормальных значений
	пг/мл	пмоль/л
Дети, подростки, молодые люди до 20 лет	12 - 95	1,3 - 10
Мужчины и женщины 20 – 70 лет	9,5 - 75	0,7 - 5,6
Мужчины и женщины старше 70 лет	4,7 - 117	0,5 - 12,0

Очевидно, что определить какую-то одну (точную) норму паратиреоидного гормона не представляется возможным, поскольку каждая клинико-диагностическая лаборатория, исследующая данный лабораторный показатель, использует свои методики, единицы измерения и референтные значения.

Между тем, также очевидно, что нет различий между мужскими и женскими паращитовидными железами и, если они функционируют правильно, то нормы ПТГ как у мужчин, так и у женщин меняются только с возрастом. И даже в такие ответственные периоды жизни, как беременность, паратгормон должен четко следовать за кальцием и не выходить за границы общепринятых норм. Однако у женщин, имеющих латентно протекающую патологию (нарушение кальциевого обмена), во время беременности уровень ПТГ может повышаться. И это не является вариантом нормы.

Что собой представляет паратгормон?

В настоящее время об этом интересном и важном гормоне известно довольно много, если не все.

Секретируемый эпителиальными клетками околощитовидных желез одноцепочечный полипептид, содержащий 84 аминокислотных остатка, называется интактным паратиреоидным гормоном. Однако при образовании сначала появляется не сам ПТГ, а его предшественник (препрогормон) – он состоит из 115 аминокислот и, лишь попав в аппарат Гольджи, он трансформируется в полноценный паратиреоидный гормон, который в упакованном виде оседает и некоторое время хранится в секреторных везикулах, чтобы выйти оттуда, когда концентрация Са²⁺ упадет.

Интактный гормон (ПТГ_1-84) способен распадаться на более короткие пептиды (фрагменты),_,имеющие разную и функциональную, и диагностическую значимость:

• N-терминальная, N-концевая, N-terminal (фрагменты 1 – 34) – полноценный фрагмент, поскольку не уступает по своей биологической активности пептиду, содержащему 84 аминокислоты, он находит рецепторы клеток-мишеней и вступает с ними во взаимодействие;
• Средняя часть (44 – 68 фрагменты);
• С-терминальная, С-концевая часть, C-terminal (53 – 84 фрагменты).

Чаще всего для выявления расстройств эндокринной системы в лабораторном деле прибегают к исследованию интактного гормона. Среди трех частей самой значимой в диагностическом плане признана С-терминальная, она заметно превосходит две остальные (среднюю и N-концевую), поэтому и используется для определения заболеваний, связанных с нарушением обмена фосфора и кальция.

Кальций, фосфор и паратгормон

Костная система является главной депонирующей кальций структурой, она содержит до 99% всей массы элемента, находящейся в организме, остальное, довольно малое количество (порядка 1%), сосредоточено в плазме крови, которая насыщается Ca, получая его из кишечника (куда он попадает с продуктами питания и водой), и костей (в процессе их деградации). Однако, следует заметить, что в костной ткани кальций пребывает преимущественно в слаборастворимом виде (кристаллы гидроксиапатита) и лишь 1% от всего Ca костей составляют фосфорно-кальциевые соединения, которые могут легко распадаться и направляться в кровь.

Известно, что содержание кальция не позволяет себе особых суточных колебаний в крови, удерживаясь на более-менее постоянном уровне (от 2,2 до 2,6 ммоль/л). Но все же главная роль во многих процессах (коагуляционная функция крови, нервно-мышечная проводимость, деятельность многих энзимов, проницаемость клеточных мембран), обеспечивающих не только нормальное функционирование, но и саму жизнь организма, принадлежит кальцию ионизированному, норма которого в крови составляет 1,1 – 1,3 ммоль/л.

В условиях недостатка данного химического элемента в организме (то ли с пищей не поступает, то ли через кишечный тракт проходит транзитом?), естественно, начнется усиленный синтез паратгормона, цель которого любым путем повысить уровень Ca²⁺ в крови. Любым путем потому, что повышение это произойдет в первую очередь за счет изъятия элемента из фосфорно-кальциевых соединений костного вещества, откуда он уходит довольно быстро, поскольку эти соединения особой прочностью не отличаются.

Повышение содержания кальция в плазме снижает выработку PTH и наоборот: лишь только количество этого химического элемента в крови упадет, продукция паратиреоидного гормона тут же начинает проявлять тенденцию к увеличению. Рост концентрации ионов кальция в подобных случаях паратгормон осуществляет как за счет непосредственного воздействия на органы-мишени – почки, кости, толстый кишечник, так и непрямого влияния на физиологические процессы (стимуляция выработки кальцитриола, увеличение эффективности всасывания ионов кальция в кишечном тракте).

Действие ПТГ

Клетки органов-мишеней несут рецепторы, подходящие для ПТГ, а взаимодействие паратиреоидного гормона с ними влечет ряд реакций, результатом которых становится перемещение Ca из запасов, находящихся в клетке, во внеклеточную жидкость.

В костной ткани рецепторы РТН расположены на молодых (остеобластах) и зрелых (остеоцитах) клетках. Однако же главную роль в растворении минералов костей играют остеокласты – гигантские многоядерные клетки, принадлежащие системе макрофагов? Все просто: их метаболическую активность возбуждают вещества, продуцируемые остеобластами. Паратиреоидный гормон заставляет интенсивно работать остеокласты, что ведет к увеличению выработки щелочной фосфатазы и коллагеназы, которые своим влиянием вызывают разрушение основного вещества костей и таким образом помогают перемещению Ca и P во внеклеточное пространство из костной ткани.

Мобилизация Ca из костей в кровь, возбуждаемая ПТГ, способствует усилению реабсорбции (обратного всасывания) этого макроэлемента в почечных канальцах, чем уменьшает его выведение с мочой, и всасывания в кишечном тракте. В почках паратиреоидный гормон стимулирует образование кальцитриола, который вместе с паратгомоном и кальцитонином также участвует в регуляции кальциевого обмена.

Паратиреоидный гормон уменьшает обратное всасывание фосфора в почечных канальцах, чем содействует его усиленному удалению через почки и уменьшению содержания фосфатов во внеклеточной жидкости, а это, в свою очередь, дает рост концентрации Ca²⁺ в плазме крови.

Таким образом, паратиреоидный гормон является регулятором взаимоотношений между фосфором и кальцием (восстанавливает концентрацию ионизированного кальция на уровне физиологических значений), обеспечивая тем самым нормальное состояние:

1. Нервно-мышечной проводимости;
2. Функций кальциевого насоса;
3. Ферментативной активности;
4. Регуляции обменных процессов под влиянием гормонов.

Безусловно, если соотношение Ca/P отклоняется от границ нормы, возникают признаки заболевания.

Когда возникает болезнь?

Отсутствие паращитовидных желез (оперативное вмешательство) или их недостаточность по какой-либо причине влечет патологическое состояние, называемое гипопаратиреозом (уровень ПТГ в крови – понижен). Основным симптомом данного состояния считают недопустимо низкий уровень кальция в анализе крови (гипокальциемия), который приносит организму различные серьезные неприятности:

• Неврологические расстройства;
• Болезни органов зрения (катаракта);
• Патологию сердечно-сосудистой системы;
• Заболевания соединительной ткани.

У пациента с гипотиреозом наблюдается повышенная нервно-мышечная проводимость, он жалуется на тонические судороги, а также спазмы (ларингоспазм, бронхоспазм) и судороги мышечного аппарата дыхательной системы.

Между тем, повышенная выработка паратгормона доставляет больному еще больше проблем, нежели его низкий уровень.

Как сказано выше, под влиянием паратиреоидного гормона происходит ускоренное образование клеток-гигантов (остеокластов), которые имеют функцией растворение минералов кости и ее разрушение. («пожирание» костной ткани).

В случаях неадекватной продукции паратгормона (высокий уровень гормона в анализе крови), а, следовательно, усиленного образования остеокластов, эти клетки не ограничиваются фосфорно-кальциевыми соединениями и той «пищей», которая обеспечила бы нормальное соотношение кальция и фосфора в организме. Остеокласты способны привести к деструкции сложные соединения (мукополисахариды), входящие в основное вещество костной ткани. Эти гигантские клетки, будучи в большом количестве, принимаются за слаборастворимые соли кальция и начинают «поедать» их, в результате чего происходит декальцинация костей. Кости, испытывая огромные страдания, становятся крайне уязвимыми, ведь такой необходимый для их прочности химический элемент, как кальций, покидает костную ткань. Разумеется, уровень кальция в крови начнет расти вверх.

Понятно, что снижение Ca²⁺ в плазме крови дает сигнал паращитовидным железам к усиленной выработке гормона, они «думают», что его не хватает, и начинают активно работать. Стало быть, восстановление нормального уровня кальция в крови также должно послужить сигналом к прекращению такой активной деятельности. Однако это не всегда так.

Высокий уровень ПТГ

Патологическое состояние, при котором продукция паратиреоидного гормона в ответ на повышение содержания кальция в крови не подавляется, называется гиперпаратиреозом (в анализе крови паратгормон повышен). Заболевание может носить первичный, вторичный, а то и третичный характер.

Причинами первичного гиперпаратиреоза могут быть:

1. Опухолевые процессы, затрагивающие непосредственно паращитовидные железы (в том числе, рак ПЩЖ);
2. Диффузная гиперплазия желез.

Излишняя продукция паратгормона влечет усиленное перемещение кальция и фосфатов из костей, ускорение обратного всасывания Ca и повышение выведения солей фосфора посредством мочевыделительной системы (с мочой). В крови в подобных случаях на фоне повышения ПТГ наблюдается высокий уровень кальция (гиперкальциемия). Подобные состояния сопровождаются рядом клинических симптомов:

• Общей слабостью, вялостью мышечного аппарата, что обусловлено снижением нервно-мышечной проводимости и гипотонией мышц;
• Снижением физической активности, быстрым наступлением чувства усталости после незначительных нагрузок;
• Болезненными ощущениями, локализованными в отдельных мышцах;
• Увеличением риска переломов различных участков костной системы (позвоночник, бедро, предплечье);
• Развитием мочекаменной болезни (за счет повышения уровня фосфора и кальция в канальцах почек);
• Уменьшением количества фосфора в крови (гипофосфатемия) и появлением фосфатов в моче (гиперфосфатурия).

Причинами повышения секреции паратгормона при вторичном гиперпаратиреозе, как правило, выступают другие патологические состояния:

1. ХПН (хроническая почечная недостаточность);
2. Недостаток кальциферола (витамина D);
3. Нарушение всасывания Ca в кишечнике (по причине того, что больные почки оказываются не в состоянии обеспечить адекватное образование кальцитриола).

В данном случае низкий уровень кальция в крови побуждает паращитовидные железы активно производить свой гормон. Однако лишний ПТГ все равно не может привести к норме фосфорно-кальциевое соотношение, поскольку синтез кальцитриола оставляет желать лучшего, да Ca²⁺ в кишечнике всасывается очень слабо. Низкий уровень кальция при подобных обстоятельствах часто сопровождается повышением фосфора в крови (гиперфосфатемией) и проявляется развитием остеопороза (повреждение скелета по причине усиленного перемещения Ca²⁺ из костей).

Редкий вариант гиперпаратиреоза – третичный, формируется в отдельных случаях опухоли ПЩЖ (аденомы) или гиперпластического процесса, локализованного в железах. Самостоятельная повышенная продукция ПТГ нивелирует гипокальциемию (уровень Ca в анализе крови – понижен) и приводит к повышению содержания данного макроэлемента, то есть, уже к гиперкальциемии.

Все причины изменения уровня ПТГ в анализе крови

Подводя итоги действий паратиреоидного гормона в организме человека, хотелось бы облегчить задачу читателям, которые ищут причины повышения либо понижения значений показателя (ПТГ, PTH) в собственном анализе крови, и перечислить еще раз возможные варианты.

Таким образом, возрастание концентрации гормона в плазме крови наблюдается при:

• Усиленной функции ПЩЖ (первичной), сопровождающей гиперплазию паращитовидной железы, обусловленную опухолевым процессом (рак, карцинома, аденома);
• Вторичная гиперфункция околощитовидных желез, причиной которой может быть опухоль островковой ткани ПЩЖ, рак, хроническая почечная недостаточность, синдром мальабсорбции;
• Выделении веществ, подобных паратиреоидному гормону, опухолями других локализаций (в наибольшей степени выделение этих веществ характерно для бронхогенного рака и рака почки);
• Высоком уровне кальция в крови.

Следует помнить, что избыточное накопления Ca²⁺ крови чревато отложением фосфорно-кальциевых соединений в тканях (в первую очередь – образование камней в почках).

Пониженный уровень ПТГ в анализе крови имеет место в случаях:

1. Врожденной патологии;
2. Ошибочного удаления околощитовидных желез в ходе хирургической операции на «щитовидке» (болезнь Олбрайта);
3. Тиреоидэктомии (полного удаления и щитовидной железы, и паращитовидных желез по причине злокачественного процесса);
4. Воздействия радиоактивного излучения (терапия радиойодом);
5. Воспалительных заболеваний в ПЩЖ;
6. Аутоиммунного гипопаратиреоидизма;
7. Саркоидоза;
8. Чрезмерном употреблении молочных продуктов («молочный щелочной синдром»);
9. Миеломной болезни (иногда);
10. Тяжелого тиреотоксикоза;
11. Идиопатической гиперкальциемии (у детей);
12. Передозировке кальциферола (витамина D);
13. Повышения функциональных способностей щитовидной железы;
14. Атрофии костной ткани после длительного пребывания в неподвижном состоянии;
15. Злокачественных новообразований, для которых характерна продукция простагландинов или факторов, активирующих растворение костей (остеолизис);
16. Острого воспалительного процесса, локализованного в поджелудочной железе;
17. Пониженного уровня кальция в крови.

Если уровень паратгормона в крови понижен и отсутствует реакция на уменьшение концентрации кальция в ней, возможно, развитие гипокальциемического криза, который основным симптомом имеет тетанические судороги.

Опасность для жизни представляют спазмы дыхательной мускулатуры (ларингоспазм, бронхоспазм), особенно, если подобное состояние возникает у маленьких детей.

Анализ крови на ПТГ

Анализ крови, выявляющий то или иное состояние ПТГ (паратгормон повышен в анализе крови либо понижен) подразумевает не только исследование данного показателя (обычно иммуноферментным методом). Как правило, для полноты картины, наряду с тестом на ПТГ (PTH), определяется содержание кальция и фосфора. Кроме этого, все эти показатели (ПТГ, Ca, P) подлежат определению в моче.

Анализ крови на ПТГ назначается при:

• Изменении концентрации кальция в ту или иную сторону (низкий либо высокий уровень Ca²⁺);
• Остеосклерозе тел позвонков;
• Остеопорозе;
• Кистозных образованиях в костной ткани;
• Мочекаменной болезни;
• Подозрении на неопластический процесс, затрагивающий эндокринную систему;
• Нейрофиброматозе (болезни Реклингхаузена).

Особой подготовки данный анализ крови не требует. Кровь берут утром натощак из локтевой вены, как и для любого другого биохимического исследования.

Рекомендации читателям СосудИнфо дают профессиональные медики с высшим образованием и опытом профильной работы.

На ваш вопрос в форму ниже ответит один из ведущих авторов сайта.

В данный момент на вопросы отвечает: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., преподаватель медицинского вуза

Поблагодарить специалиста за помощь или поддержать проект СосудИнфо можно произвольным платежом по ссылке.