دزآزما

دنیا اشجاری، لیلا گل محمدی

معرفی مولکول به صورت کلی

هورمون کلسی تونین (CTH) ، یک مولکول پروتئینی است که با اثر مخالف هورمون پاراتیروئید ، موجب کاهش کلسیم پلاسما می شود . نقش فیزیولوژیکی این هورمون، در هومئوستاز کلسیم یا تنظیم غلظت پلاسمایی کلسیم و فسفر _ در مقایسه با اثر هورمون پاراتیروئید- محدود و بسیار اندک می باشد. زیرا در صورت حذف کامل این هورمون (در تیروئید کتومی) یا افزایش ترشح آن در انسان ، هیچگونه اختلالی در متابولیسم کلسیم و فسفر رخ نمی دهد. اما باید دانست که از کلسی تونین به عنوان یک شاخص توموری در برخی کارسینومای مدولاری تیروئید (MTC) استفاذه می شود. همچنین استفاده داردیی از کلسی تونین (در درمان کمکی هیپرکلسمی، بیماری پاژه و تا حدودی در استئوپوروز) دارای اهمیت خاصی است. لین هورمون در انسان و پستانداران از سلول های پارافولیکولی (C) غده تیروئید ترشح می شود که مانند عقده های سمپاتیکی و بخش مرکزی فوق کلیه، از تیغه عصبی (قفسه سینه) منشا می گیرند. این سلول ها طی دوره جنینی به جسم اولتیموبرانشیال – یک زوج غده که از پنجمین قوس برانشیال بوجود می آید – مهاجرت می نماید که در مهره داران غیر پستاندار به صورت یک غده مجزا (از تیروئید) وجود دارد اما در پستانداران (عالی) ، این سلول ها در داخل غده تیروئید قرار دارد و فقط حدود 1/0 درصد از بافت تیروئیدی را تشکیل می دهد. در واقع این سلول های پارافولیکولی به عنوان محل تولید و ترشح کلسی تونین، از سلول های فولیکولی که محل تولید و ترشح هورمون های T3 وT4 تیروئید هستند؛ به وسیله اندازه بزرگشان، سیتوپلاسم روشن و کمرنگ همراه با دانه های ترشحی کوچک مشخص می شوند.

ساختمان شیمیایی و تولید کلسی تونین

ساختمان شیمیایی هورمون : کلسی تونین به طور طبیعی از یک زنجیره پلی پپتیدی (با وزن مولوکولی 3500 دالتون) تشکیل شده که دارای 32 اسیدآمینه، همراه با یک پیوند دی سولفیدی است (شکل 17-2 را ببنید). کلسی تونین حیوانی (بویژه ماهی ها)، شباهت زیادی به کلسی تونین نوع انسانی دارد و کاملا هم فعال می باشد. به نظر می رسد که بخش فعال هورمون، در قسمت مرکزی مولکول نهفته است. به عنوان مثال ، اثر کلسی تونین بدست آمده از ماهی آزاد، بر کاهش کهش کلسیم پلاسما حدود 10 تا 100 برابر قوی تر از کلسی تونین موجود در پستانداران می باشد.

تولید هورمون : کلسی تونین ، از یک مولکول بزرگ پره پروهورمون ساخته می شود که این مولکول پیش ساز، حدود 4برابر کلسی تونین است. بررسی های انجام شده در برخی حیوانات (مثل موش صحرایی) نشان داده است که حداقل دو پلی پپتید همراه با کلسی تونین تولید شده و همراه با آن نیز ترشح می شود اما اثرات فیزیولوژیکی آنها به طور کامل مشخص نیست. مولکول فعال کلسی تونین پس از تولید شدم از پیش سازهایش، در داخل گرانول های ترشحی، همراه با کوپپتید های پایانه-C و انتهای آمینی(N) آن بسته بندی و ذخیره می شود که نقش پپتید های همراه هنوز مشخص نشده است. جالب است بدانیم که ژن سازنده کلسی تونین، در دو دستگاه مهم بدن ، یعنی دستگاه عصبی و اندوکرین وجود دارد. به طوری در بعضی از سلول ها فقط پره پروهورمون کلسی تونین، از نسخه اولیه mRNA

تولید می شود. ولی در سلول های دیگر (مثل غده تیروئید و بافت های عصبی)، یک پپتید متفاوت با کلسی تونین؛ به نام پپتید وابسته به ژن کلسی تونین (CGRP)، اولیه از mRNA اولیه ساخته و ترشح می شود. البته دو ژن سازننده کلسی تونین (آلفا و بتا) وجود دارد که هر دو روی کروموزوم11 (در منطقه مربوط به ژن های بتاگلوبولین و PTH) قرار گرفته است ، در نتیجه دو مولکول متفاوت mRNA از ژن آلفای کلسی تونین نسخه برداری می شود که یکی به پیش ساز کلسی تونین و دیگری هم به محصول فرعی آن یا پپتید وابسته به ژن کلسی تونین – آلفا (-CGRP α)، ترجمه و تبدیل می گردد. بنابراین در هر جایی که mRNA مربوط به کلسی تونین بتواند بیان شود (مثل کارسینومای مدولای تیروئید)؛ این پپتید وابسته به ژن کلسی تونین (CGRP) نیز تولید می شود. همچنین ژن بتا یا ژن دوم پپتید وابسته به کلسی تونین (CGRP-2) که در دستگاه عصبی مرکزی، عروق و برخی بافت های دیگر حضور دارد قادر به تولید کلسی تونین نبوده و فقط می تواند موجب تولید مولکول β-CGRP گردد. اگرچه اعمال انواع CGRPهنوز به طور کامل مشخص نشده است اما ثابت شده که دارای اثرات قلبی – عروقی می باشد، از جمله: افزابش خروج مایع از عروق ، گشادی رگ و کاهش فشار خون که غالباً به صورت موضعی (همراه با ماده P)، از انتهای هعصاب حسی موجود در مجاورت عروق آزاد می شود. علاوه بر آن ممکن است در دستگاه عصبی مرکزی ، موثر باشد. در ضمن به نظر می رسد که DGRP، با مکانیسم نامشخصی در ریه ها، موجب گشادی عروق ریوی (سرخرگ ها و ورید ها) می شود. جالب است بدانیم که آمیلین یک پلی پپتید 37 آمینه ای است که توسط ژن وابسته به کلسی تونین در سلول های بتای جزایر لانگر هانس تولید، بسته بندی و ذخیره می شود و همراه با انسولین به روش اگزوسیتوز به داخل گردش خون ترشح می شود و به عنوان یک آنتاگونیست غیر رغابتی انسولین ، موجب افزابش گلوکز پلاسما می شود.همچنین آمیلین ، از طریق واکنش با گیرنده کلسی تونین در استخوان و احتمالاً با مکانیسم دیگری، استخوان سازی را تحریک نموده و تخریب و جذب استخوانی را کاهش می دهد

ترشح ومتابولیسم کلسی تونین ونقش بیوشیمیایی درسلول ها

ترشح هورمون و عوامل موثر بر آن : به طور طبیعی غلظت کلسی تونین پلاسما حدود 20 پیکوگرم بر میلی متر (mmol/L10×2) می باشد و غلظت آن در مردان بیشتر از زنان است و در نوجوانان نیز زیادتر ترشح می شود و با افزایش سن مقدار تولید و ترشح کلسی تونین کاهش می یابد. باید توجه داشت که محرک اصلی تولید و ترشح هورمون کلسی تونین، افزایش غلظت پلاسمایی کلسیم است و تا زمانی که غلظت تام کلسیم به بالاتر از میزان طبیعی آن (حدود5/9 میلی گرم بر دسی لیتر) نرسد ، ترشح نمی شود و همراه با افزایش غلظت کلسیم پلاسما ، ترشح کلسی تونین نیز به نسبت مستقیم با آن افزایش می یابد.

به عنوان مثال در صورتی که غلظت طبیعی کلسیم پلاسما حدو mg/dL1 بالا رود، ترشح کلسی تونین هم به حدود 2تا 10 برابر افزایش می یابد. در بیمارانی که دارای تومور های ترشح کننده کلسی تونین هستند، تزریق کلسیم (اضفی)، ترشح این هورمون را به مقدار بسیار زیادتری افزایش می دهد وبرعکس، کاهش سریع در کلسیم یونیزه پلاسما ، ترشح کلسی تونین را به مقدار بیشتری کاهش می دهد. این اثر کلسیم بر ترشح کلسی تونین (مانند هورمون پاراتیروئید)، از طریق پاسخ حسگر ها یا گیرنده های حساس به یون کلسیم متصل به پروتئین جی موجود در غشای سلول های پارافولیکولی تیروئید و در نتیجه ، به وسیله افزایش cAMPداخل سلولی ایجاد می شود. البته علاوه بر کلسیم، عوامل دیگری نیز بر ترشح کلسی تونین تأثیر داند که عبارتند از:(1) غذا خوردن؛ ترشح کلسی تونین را قبل از آن که غلظت پلاسمایی کلسیم بالا رفته باشد، افزایش می دهد. این نوع ترشح کلسی تونین که وابسته به ورود غذاست؛ تحت تاثیر هورمون های گوارشی (سکرتین، کوله سیستو کینین ، گلوکاگون و گاسترین) قرار دارد. گاسترین مهمترین و قوی ترین محرک ترشح کلسی تونین می باشد و حتی می توان از آن به عنوان یک تست تشخیص مفید در موارد افزایش ترشح کلسی تونین( ناشی از انواع بدخیمی ها) استفاده نمود. بنابراین در بیماریهایی از قبیل آنمی پرنیسیوز (ناشی از کمبود ویتامین 12B) و سندروم زولینگرالیسون (ترشح نابجا و زیاد معده) که در آنها غلظت گاسترین پلاسمایی بالاست (گاسترینوما)، ترشح کلسی تونین ، در نتیجه غلظت پلاسمایی آن افزایش می یابد، (2) علاوه بر آن، هورمون های جنسی(به ویژه استروژن ها) ، پروستاگلاندین ها ، دوپامین و محرک های بتا آدرنرژیک نیز ترشح کلسی تونین را افزایش می دهند.

متابولیسم هورمون: کلسی تونین عمدتاً در کبد متابولیزه می شود و هورمون موجود در گردش خون به صورت تجزیه شده و غیر همسان (هتروژن) می باشد که نهایتاً به وسیله کلیه ها صاف شده و به وسیله ادرار دفع می شود. کلسی تونین ، دارای نیمه عمر کوتاه (حدود 10 دقیقه) می باشد.

مکانیسم عمل کلسی تونین

گیرنده های هورمون کلسی تونین ، در غشای سلول های هدف و مخصوصآً در استئوکلاست های استخوان وجود داند که پس از پیوند هورمون متصل به پروتئین جی تحریکی چسبیده به آنزیم آدنیلیل سیکلاز(G as) و در نتیجه با فعال شدن این آنزیم، غلظت AMP حلقوی در داخل سلول های هدف افزایش می یابد که منجر به بروز پاسخ مربوط به آن می شود. این گیرنده از نوع مارپیچی بوده و ز نظر ساختمانی شبیه گیرنده PTH RI می باشد. گیرنده های کلسی تونین علاوه بر استخوان( عمدتاً استئوکلاست ها و تا حدودی استئوبلاست ها)؛ در کلیه ها ، دستگاه گوارش، دستگاه ایمنی و حتی در دستگاه عصبی(مغز) هم وجود دارند که در بافت های اخیر ممکن است گیرنده کلسی تونین ، با گیرنده هورمون های پپتیدی مشابه آن، از جمله CGRP و آمیلین تداخل اثر داشته باشد و به دلیل میل ترکیبی بالای این هومرمون ها برای اتصال به گیرنده کلسی تونین می توانند این گیرنده را فعال نمایند.

اثرات کلسی تونین

کلسی تونین دو نوع اثر مشخص در بدن دارد که شامل اعمال فیزیولوژکی کلسی تونین در بافت های مختلف و اثرات فارماکولوژیکی و درمانی آن می باشد.

اثرات فیزیولوژکی کلسی تونین

اگرچه نوع اثرات و مکانیسم عمل کلسی تونین هنوز هم کامل نشده است و میزان اهمیت این هورمون در تنظیم کلسیم پلاسما نیز مشخص نیست ، اما آنچه که معلوم شده است، تاثیر کلسی تونین بر غلظت پلاسمایی کلسیم و فسفات می باشد. این اثر کلسی تونین، عمدتاً از طریق مهار جذب استخوانی کلسیم (و فسفات) پلاسما می شود (شکل ذیل). علاوه بر استخوان ، کلسی تونین بر کلیه ها، مغز و برخی بافت های دیگر نیز دارای اثرات فیزیولوژیک مشخص میباشد.

اثر کلسی تونین بر استخوان

در صورت ترشح فیزیولوژیک کلسی تونین یا تجویز درمانی آن؛ به دلیل سرکوب فعالیت استئوکلاست ها و در نتیجه مهار جذب استخوان ها ، غلظت پلاسمایی کلسیم به سرعت کاهش می یابد. البته شدت کاهش غلظت کلسیم کاملاً بستگی به مقدار پایه سوخت و ساز (ترن آور)استخوان ها دارد و در نتیجه این هورمون ، در بالغین سالم دارای حداقل اثر می باشد. اگرچه کلسی تونین در بیماری های همراه با افزایش فعالیت جذبی استئوکلاست های استخوان (مانند بیماری پاژه و استئوپوروز) موجب بروز هیپو کلسمی مشخص می شود، اما در همین بیماران نیز نهایتاً استخوان از اثر کلسی تونین – احتمالاً به دلیل پدیده تنظیم کاهشی در گیرنده های کلسی تونین – فرار می کند، در نتیجه این بیماران در دراز مدت ، کاهش چشمگیری در کلسیم پلاسما ندارند. همچنین اثر کلسی تونین بر فسفات استخوان ، مانند تاثیرش بر کلسیم استخوان هاست. باید توجه داشت که کلسی تونین حاشیه دندانه دار استئوکلاست ها نیز کاهش میابد و نهایتاً استخوان ها متراکم تر شده و حفره های جذبی کمتری خواهند داشت. البته کلسی تونین در بررسی تجربی و روش های آزمایشگاهی هم می تواند فعالیت استئوکلاست ها را مهار نماید. همچنین معتقدند که این هورمون علاوه بر مهار فعالیت استئوکلاست ها می تواند موجب تحریک(مستقیم) استئوپلاست ها و تحریک استخوان سازی گردد. به نظر می رسد که کلسی تونین همراه با پپتید وابسته به پاراتیروئید در رشد و نمو اسکلتی بدن اثر دارد. از آنجایی که غلظت پلاسمایی کلسی تونین در زنان کمتر از مردان است و با بالا رفتن سن نیز غلظت آن کاهش می یابد ، پیشنهاد می کنند که در پیشرفت استئوپوروز پس از یائستگی ، کلسی تونین دارای نقش موثری است.

اثر کلسی تونین بر کلیه ها

کلسی تونین می تواند از طریق گیرنده های موجود در غشای سلول های لوله ای کلیه ها ، دفع ادراری کلسیم و فسفات را افزایش دهد که در مقایسه با تأثیر کلسی تونین بر استخوان ها ، در روند تنظیم غلظت پلاسمایی کلسیم اهمیت کمتری دارد. به طور کلی اثر کلسی تونین بر استخوان و کلیه ، برای تنظیم کلسیم پلاسما مخالف اثر PTH بوده و به عنوان آنتاگونیست فیزیولوژیکی آن عمل می نماید. اما باید دانست که تاثیر کلسی تونین بر غلظت پلاسمایی فسفات ، همسو با هورمون پاراتیروئید بوده و مانند PTHنهایتاً غلظت فسفات پلاسما را پایین می آورد. این اثر کلسی تونین از طریق مهار جذب استخوان، تحریک پیشبرد ورود فسفات به داخل استخوان و اندکی نیز با افزایش دفع ادراری فسفات ایجاد می شود. باید توجه داشت که اثر هیپوفسفاتمی ناشی از کلسی تونین ، مستقل از اثر آن بر کلسیم پلاسما یا هیپو کلسمی بوجود آمده ، می باشد. همچنین کلسی تونین همراه با فسفات ، دفع ادراری سدیم را تا حدودی افزایش می دهد که ظاهراً سدیم تحت تاثیر هورمون های موثر دیگر مجدداً جذب می شود و در نتیجه (مانند هورمون پاراترین) تاثیر زیادی بر سدیم پلاسما ندارد .

اثر هورمون بر سایر بافت ها

اگرچه ترشح کلسی تونین پس از صرف غذا افزایش می یابد اما نقش آن در جلوگیری از افزایش غلظت پلاسمایی کلسیم هنوز مشخص نشده است. همچنین کلسی تونین ممکن است در بارداری و شیردهی ، مادر را نسبت به جذب استخوانی و افزایش بیش از حد کلسیم پلاسما (ناشی از افزایش غلظت 1 و 25-دی هیدروکسیD و هورمون پاراتیروئید) محافظت نماید. علاوه بر آن کلسی تونین می تواند به عنوان یک میانجی عصبی ، به روش پاراکرینی بر تاثیر مستقیم بر مغز (هیپوتالاموس ، هیپوفیز و برخی نواحی دیگر) موجب بروز اثرات ضد اشتها و ضد دردی گردد که ظاهراً مستقل از دستگاه ضد دردی اپیوئیدی در بدن عمل می کند.

اثرات فارماکولوژیکی و درمانی کلسی تونین

مقادیر فارماکولوژیک کلسی تونین در کلیه ها ف موجب افزایش دفع فسفر و کلسیم می شود. همچنین از کلسی تونین به عنوان یک داروی موثر برای مهار جذب استخوانی در بیماری پاژه و در درمان (کمکی) استئوپوروز استفاده می شود. این هورمون می تواند در مراحل اولیه کنترل و درمان هیپرکلسمی شدید – ناشی از مسمومیت با ویتامینD ، افزایش PTHیا علل دیگر مفید باشد و دفع ادراری هیدروکسی پرولین را نیز کاهش می دهد که نشان دهنده مهار تخریب استخوان و کاهش تجزیه کلاژن می باشد. جالب است بدانیم که در رابطه با هورمون کلسی تونین ، اختلال یا بیماری خاص که مربوط به تغییر تولید و ترشح آن باشد؛ اعم از فقدان کامل کلسی تونین در حذف غده تیروئید (تیروئید کتومی) یا افزایش شدید این هورمون در کارسینومای مدولاری تیروئید تاکنون گزارش نشده است .

ارزش تشخیصی و بیماریهای مربوطه:

برای تشخیص سراطان مدولاری تیروئید از کلسی تونین استفاده می شود . ممکن است سطح کلسی تونین بعد از عمل جراحی بالا رود .

موارد استفاده از کلسی تونین : برای تشخیص اولیه هایپرپلازی C-CELL و سرطان قسمت مرکزی تیروئید استفاده می شود. برای ارزیابی درمان موثر و اطمینان از عدم بازگشت بیماری ، در سرطان قسمت مرکزی تیروئید و هایپرپلازی C-CELL معمولاً دیگر تست های تیروئیدی نرمال هستند مانند TCH، T4، T3 و معمولاً سطح کلسی تونین باید ارزیابی شود.

بیماری های مربوطه : کم کاری پاراتیروئید(هیپوپاراتیروئیدیسم)، مقادیر ناکافی PTH منجر به بروز حالت کم کاری پاراتیروئید می شود. علائم و مشخصه بیوشیمیایی این عارضه به صورت کاهش کلسیم یونیزه سرم و افزایش میزان فسفات سرم است . کم کاری پاراتیروئید در کودکان بیشتر از بزرگسالان رخ می دهد.

روش اندازه گیری:

نام اختصاری : CT ، HCT

سایر نام ها : کلسی تونین انسانی ، تیرو کلسی تونین

بخش مورد انجام : آنالیز هورمون

نوع نمونه قابل اندازه گیری : سرم یا پلاسمای هپارینه

حجم نمونه مورد نیاز : ml8/0

شرایط نمونه گیری : بیمار باید یک شب ناشتا باشد . مصرف آب مجاز می باشد .

ملاحضات نمونه گیری:

• از همولیز نمونه حین نمونه گیری اجتناب شود.
• مصرف هرگونه داروی موثر (برای مثال داروهای ضد بارداری خوراکی ) بر نتایج آزمون را در برگه آزمایش یادداشت کنید.

موارد عدم پذیرش نمونه : نمونه های به شدت همولیز قابل قبول نمی باشد.

شرایط نگه داری :

• سرم یا پلاسما باید سریعاً توسط سانتریفیوژ یخچال دار جدا گردد.
• سرم یا پلاسما باید سریعاً در 20- درجه سانتی گراد فریز شود.
• نمونه در 20- درجه سانتی گراد به مدت 15 روز پایدار است .

روش مرجع : IRMA

روش ارجح : کی لومینوسانس

سایر روش ها : EIA. کروماتوگرافی برای فرم های منومدیک

شرح آزمایش :

کلسی تونین هورمونی اشت که توسط سلول های پارافولیکولی یا C ترشح می شود. سطح بالای کلسیم سرم ، ترشح آن را تحریک می کند.

این آزمایش معمولا به منظور بررسی بیماران مشکوک یا دچار کارسینوم مدولاری تیروئید استفاده می شود. 75% این بیماران با وجود سطح کلسیم طبیعی دچار افزایش ترشح کلسی تونین می باشند. کلسی تونین در ارزیابی پاسخ به درمان و پیش بینی عود سرطان مدولاری تیروئید سودمند است. همچنین به عنوان آزمون غربالگری ربای افراد با سابقه سرطان مدولا که در معرض خطر ابتلای بالای 20% به این سرطان می باشند به کار می رود.

افزایش سطح کلسی تونین پیشرفت بیماری را هشدار می دهد و کاهش نشانه پس روی تومور می باشد.

هیپرپلازی سلول C که بیماری خوش خیمی است که در آن کلسی تونین تولید می شود . همچنین زمینه خانوادگی دارد و با افزایش سطح کلسی تونین همراه است . در صورت افزایش مبهم سطح کلسی تونین باید آزمون های تحریکی با استفاده از پنتا گا لتید ین یا کلسیم جهت تحریک ترشع کلسی تو ینین انجام داد. تحریک با پنتا گا لتید ین به صورت تزریق IV ظرف 10-5 ثانیه و انجام خون گیری پیش از تزریق وپس از 90 ثانیه،5دقیقه بعد از تزریق می با شد.

آزمایش تزریق کلسیم به روشهای گوناگونی انجام می شود که معمول ترین آن تزریق ان 1دقیقه پس از خون گیری

برای تعین حد پایه وپس نمونه گیری بعد از 5تا10 دقیقه از تزریق جهت تعین سطح خونی می شود. در سرطان

مد لاوی تیرئید تسنهای تحریکی افزایش قابل ملا حظه ای سطح کلسی تونین می باشد.

افزایش سطح در مبتلایان به سرطان ریه،پستان،لوزالمعده مشاهده می گردد. این حالت احتمالاً شکلی از سندروم پارانئوپلاستیک است که در آن ترشح نابجای کلسی تونین توسط سلول های سرطانی غیر تیروئیدی انجام می شود.

نتایج آزمایش و اهمیت بالینی :

افزایش سطح : هیپر پلازی سلول در این بیماری ها با وجود سطح کلسیم خون ، کلسی تونین از تیروئید ترشح می شود. این اختلالات به مکانیسم های طبیعی تنظیم کننده پاسخ نمی دهند .

کارسینوم سلول جدار ریه

کارسینوم پستان

سرطان لوالمعده

این سراطان ها محل هایی به نام تولید خود به خود کلسی تونین می باشد .

هیپر پاراتیروئید اولیه

هیپرپاراتیروئید ثانویه به علت نارسایی مزمن کلیوی وضعیت های فوق با افزایش سطح کلسیم سرم همراه می باشد.

سطح بالای کلسی تونین جبرانی است.

آنمی پرینسیوز

سندروم زولینگر – الیسون

تیروئیدیت

مقادیر طبیعی :

حد پایه مردان ml/pg19 یا ng/L19

زنان ml/pg14 یا ng/L14

تزریق کلسیم مردان ml/pg190 یا ng/L190

زنان ml/pg130 یا ng/L130

تزریق پنتا گاسترین mg/kg5/0

مردانml/pg110 یا ng/L110

زنانml/pg30 یا ng/L