Parathormon
Das Parathormon (PTH, Synonym: Parathyrin) ist ein Peptidhormon (84 Aminosäuren), das in den Nebenschilddrüsen (Epithelkörperchen) gebildet wird. Die Hauptfunktion des Parathormons ist die Erhöhung der Calcium-Konzentration im Blutplasma. Eine Verminderung dieser Konzentration induziert vermehrte PTH-Sekretion.
Biosynthese von PTH
Das Parathormon wird als Präpro-Hormon an membrangebundenen Ribosomen synthetisiert und cotranslational unter Abspaltung der aminoterminalen Signalsequenz ("Prä") prozessiert, so dass Pro-Parathormon entsteht. Durch Prozessierung im Golgi-Apparat entsteht das fertige Parathormon (siehe Translation).
Abbau von PTH
Das Parathormon besitzt nur eine Halbwertzeit von wenigen Minuten und wird sowohl in den Epithelkörperchen selbst, als auch in der Leber und der Niere proteolytisch abgebaut. Da nur ein sehr kleiner Anteil des Parathormons für die biologische Aktivität verantwortlich ist, entstehen bei der Proteolyse teilweise Zwischenprodukte, die noch biologische Aktivität aufweisen und im Blut nachweisbar sind.
Mechanismus und Steuerung der Sekretion
Die PTH-Sekretionsrate wird in Abhängigkeit von der Plasma-Calcium-Konzentration (ionisierte Fraktion) reziprok reguliert, das heißt ein Anstieg über den Normalwert hemmt die PTH-Sekretion (negative Rückkopplung). Bei einer Konzentration von 1 mmol/l ionisiertem Plasma-Calcium wird die maximale PTH-Sekretionsrate erreicht und bei 1,25 mmol/l eine minimale Sekretionsrate von 10 %. Ein Anstieg über 1,25 mmol/l führt also zu keiner weiteren Senkung der PTH-Sekretionsrate (basale Sekretionsaktivität).
Für diesen Regulationsmechanismus ist der 1993 entdeckte Calciumsensitive Rezeptor verantwortlich. Dabei handelt es sich um einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor, der bei Aktivierung durch den Liganden (hohe Calcium-Konzentration) den Inositolphosphatweg in Gang setzt, der zur Erhöhung der cytoplasmatischen Inositoltriphopsphat- und Diacylglycerin-Konzentration führt. Wahrscheinlich hemmt Inositoltriphosphat die Adenylylcyclase, so dass die cytoplasmatische cAMP-Konzentration abfällt und dadurch die Sekretion von Parathormon sinkt.
Wirkungen des Parathormons
1. Induktion der Osteolyse:
PTH führt indirekt zur Reifung und Aktivierung der Osteoklasten und damit zu einer Calcium-Phosphat-Mobilisierung aus dem Knochengewebe.
Die Osteoblasten und die Stromazellen des Knochens besitzen PTH-Rezeptoren. Bei Bindung von Parathormon Liganden wird u. a. der Osteoklasten-differenzierende Faktor (ODF, engl.: Osteoclast differentiating factor) in die Plasmamembran der Osteoblasten eingebaut. ODF interagiert mit RANK (Receptor aktivator of nuclear factor κB), einem Membranrezeptor, der von Osteoklasten exponiert wird und bei Aktivierung die Osteoclastogenese fördert. Eine negative Kalziumbilanz des Knochens tritt jedoch nur bei pathologisch erhöhten PTH-Konzentrationen auf.
2. Hemmung der Phosphatresorption:
PTH hemmt in der Niere die Phosphat-Reabsorption im proximalen Tubulus und erhöht die Calcium-Resorption im distalen Tubulus.
Der Phosphatspiegel im Blut sinkt also, da mehr Phosphat mit dem Urin ausgeschieden wird. Dies ist durchaus sinnvoll, da dadurch im Blut wieder mehr freies ionisiertes Calcium vorliegen kann (und nicht im Komplex mit Phosphat).
3. Induktion der Biosynthese von Calcitriol:
Des Weiteren stärkt PTH die Aktivität der 1-alpha-Hydroxylase, dem Schlüsselenzym der Calcitriol-Biosynthese, die in der Niere lokalisiert ist. Calcitriol erhöht hauptsächlich die Calcium-Absorption im Dünndarm.
Klinik
Blutwert (Referenzbereich):
- Parathormon im Serum: 12-72 ng/l bzw. 1,5-6,0 pmol/l
Erhöhte Blutwerte (Hyperparathyreoidismus):
- Entartete Epithelkörperchen (Adenome oder selten Karzinome) unterliegen nicht mehr der kalziumabhängigen Sekretionssteuerung. Es kommt zur unkontrollierten Erhöhung des Parathormonspiegels (primärer Hyperparathyreodismus) und dadurch zur Hyperkalzämie.
- Auf eine Hypokalzämie in Folge von Nieren- Leber- oder Darmerkrankungen reagiert der Körper mit einer verstärkten Sekretion von Parathormon (sekundärer Hyperparathyreodismus) durch Hyperplasie der Epithelkörperchen.
- Wird die Ursache für einen sekundären Hyperparathyreodismus plötzlich therapiert (z.B. Nierentransplantation) bleibt die Basalsekretion von Parathormon aufgrund der reaktiven Epithelkörperchenhyperplasie erhöht (tertiärer Hyperparathyreodismus). Folge ist eine Hyperkalzämie.
- Im Rahmen von malignen Erkrankungen (Bronchialkarzinom, Mammakarzinom, Prostatakarzinom, Plasmozytom) kann es zur paraneoplastischen Hyperkalzämie kommen. Die entarteten Zellen bilden ein dem Parathormon verwandtes Peptid (PTHrP), welches wie Parathormon wirkt (Pseudohyperparathyreoidismus).
Erniedrigte Blutwerte (Hypoparathyreoidismus):
- Nach Schilddrüsenoperationen, Epithelkörperchenadenomenfernung oder autoimmun kann ein Parathormonmangel entstehen. Es kommt zum Absinken des Kalziumspiegels und in Folge zur hyopkalzämischen Tetanie. Die Konstellation Hypokalzämie, Hypomagnesiämie und Hyperphosphatämie bei normaler Nierenfunktion (Kreatininspiegel) sowie Ausschluss einer Malassimilation (Albuminspiegel) deutet eine Funktionsstörung der Epithelkörperchen hin. Ein erniedrigter Blutspiegel von Parathomon beweist die Diagnose Hypoparathyreodismus.
Literatur
- Rainer Klinke, Stefan Silbernagl (Hrsg.): Lehrbuch der Physiologie. 4. korrigierte Aufl., Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-13-796004-5
- Attila Fonyó, M.D., D.Sc. (Hrsg.): Principles of Medical Physiology (engl.). 1. Aufl., Medicina Publishing House Co., Budapest 2002, ISBN 9-63-242726-2
