第七节　甲状旁腺素、降钙素和维生素D3

一、甲状旁腺激素

甲状旁腺激素（PTH）是由甲状旁腺主细胞合成和分泌的激素。它是含有84个氨基酸残基的直链多肽，相对分子质量为9500。正常人血浆中PTH的浓度呈昼夜节律性波动，清晨6时最高，以后逐渐降低，至下午4时达最低值，以后又逐渐升高，其血浆浓度波动范围为10～50ng/L。

（一）PTH的生理作用

PTH的生理作用主要是升高血钙和降低血磷，是调节血钙和血磷水平的最重要的激素。实验中将动物的甲状旁腺切除后，其血钙水平逐渐下降，出现低钙抽搐，并可导致死亡，而血磷则逐渐升高。临床上进行甲状腺手术时，若误将甲状旁腺摘除，可造成患者严重的低血钙，发生手足抽搐，若不及时治疗，可因喉部肌肉痉挛而窒息死亡。所以，PTH对生命活动有十分重要的作用。

（1）PTH对骨的作用：促进破骨细胞活动、抑制成骨细胞活动、增加骨盐溶解、动员骨钙入血，使血钙浓度升高。PTH可促进骨钙入血，其作用包括快速效应与延迟效应两个时相。快速效应在PTH作用后数分钟即可出现，使骨细胞膜对Ca2+的通透性迅速增高，Ca2+进入细胞，然后钙泵活动增强，将Ca2+转运至细胞外液中，引起血钙浓度升高。延迟效应在PTH作用后12～14h出现，一般需几天或几周后才达高峰，其效应是刺激破骨细胞的活动，加速骨组织的溶解，使钙、磷进入血液。

（2）PTH对肾的作用：抑制肾近球小管对磷的重吸收，使尿磷增加、血磷降低。促进肾远曲小管对Ca2+的重吸收，使尿钙减少。PTH与肾远曲小管细胞膜上特异性受体结合，通过G蛋白介导，可激活腺苷酸环化酶，生成cAMP，再激活蛋白激酶A，进而催化蛋白质与酶的磷酸化，促进对钙的重吸收，使尿钙减少、血钙升高。

（3）PTH对小肠吸收钙的作用：PTH可激活肾内的1α-羟化酶，后者可促使25-羟基维生素D3转变为有高度活性的1，25-二羟基维生素D3。1，25-二羟基维生素D3进入小肠黏膜，可促进小肠黏膜对钙和磷的吸收。

PTH的半衰期为20～30min，主要在肝内水解灭活，其代谢产物经肾脏排出体外。

（二）PTH分泌的调节

（1）血钙浓度对PTH分泌的调节：PTH的分泌主要受血浆Ca2+浓度（即血钙浓度）的调节，血钙浓度的轻微下降，即可引起PTH分泌增加，从而促进骨钙释放和肾小管对钙的重吸收，使血钙浓度迅速回升。这是一个负反馈调节方式，也是调节PTH分泌的最主要的因素。长时间处于低血钙水平，可使甲状旁腺增生。相反，长时间处于高血钙水平则可使甲状旁腺发生萎缩。

（2）其他因素对PTH分泌的调节：血磷浓度升高可使血钙降低，从而刺激PTH的分泌；血镁浓度降至较低时，可使PTH分泌减少。

二、降钙素

降钙素（CT）是由甲状腺C细胞分泌的肽类物质。C细胞位于滤泡之间和滤泡上皮细胞之间，又称为滤泡旁细胞。在正常人血清中，降钙素浓度为10～20ng/L。血中降钙素的半衰期小于1h，主要在肾脏降解排出体外。降钙素是含有一个二硫键的三十二肽，其相对分子质量为3400。

（一）降钙素的生物学作用

降钙素的主要作用是降低血钙浓度和血磷浓度，其靶器官主要是骨，降钙素对肾也有一定的作用。

（1）对骨的作用：降钙素能抑制破骨细胞的活动，减弱溶骨过程，同时还能使成骨细胞活动增强，成骨过程加强，造成骨组织中钙、磷沉积增加，血中钙、磷浓度降低。在成人，降钙素对血钙浓度的调节作用较小。在儿童，由于骨的更新速度快，降钙素对儿童血钙的调节作用更为明显。

（2）对肾的作用：降钙素能抑制肾小管对钙离子、钠离子及氯离子等离子的重吸收，使这些离子在尿中的排出量增加。此外，降钙素还能抑制小肠对钙、磷的吸收。

（二）降钙素分泌的调节

降钙素的分泌主要受血钙浓度反馈性调节。

（1）血钙浓度：当血钙浓度增加时，降钙素分泌增多，反之则分泌减少。当血钙浓度升高约10%时，血中降钙素的浓度可增加约一倍。降钙素与PTH对血钙的作用相反，两者共同调节血钙浓度，维持血钙浓度的稳态。和PTH相比，降钙素对血钙浓度的调节作用快速而短暂，故对高钙饮食引起血钙浓度升高后血钙水平的恢复起重要作用。

（2）其他因素调节：进食可刺激降钙素分泌。这可能与一些胃肠激素（如促胃液素、促胰液素、缩胆囊素）的分泌有关。这些胃肠激素均可促进降钙素的分泌，其中以促胃液素的作用为最强。此外，血中Mg2+浓度升高也可使降钙素分泌增多。

三、维生素D3

维生素D3又称胆钙化醇，是胆固醇的衍生物。正常人体维生素D3有两个来源：一是由皮肤中7-脱氢胆固醇经紫外线照射转化而来；二是从动物食物（如肝、乳、鱼肝油等）中获得。

胆钙化醇无生物活性，在紫外线照射下，皮肤中的7-脱氢胆固醇迅速转化成维生素D3原，然后再转化为维生素D3，维生素D3需要经过羟化酶的催化才具有生物活性。维生素D3在肝内25-羟化酶的作用下形成25-羟基维生素D3，然后又在肾近端小管1α-羟化酶的催化下成为1，25-二羟基维生素D3，后者活性更高。血浆中1，25-二羟基维生素D3的含量为100pmol/L，半衰期为12～15h，主要灭活方式是在靶细胞内发生侧链氧化，形成钙化酸等代谢产物。维生素D3及其衍生物在肝脏与葡萄糖醛酸结合后，随胆汁排入小肠，其中一部分被吸收入血，形成维生素D3的肠肝循环，另一部分随粪便排出体外。

（一）维生素D3的生理作用

维生素D3的主要作用是升高血钙浓度和血磷浓度。它与靶细胞内的核受体结合后，通过基因调节方式发挥作用。

（1）对小肠的作用：维生素D3可促进小肠黏膜上皮细胞对钙的吸收。维生素D3进入小肠黏膜细胞后，与特异性受体结合，促进DNA的转录过程，生成与钙亲合力很高的钙结合蛋白，参与小肠对钙的吸收。同时，维生素D3也能促进小肠黏膜细胞对磷的吸收，导致血钙升高、血磷升高。

（2）对骨的作用：维生素D3可动员骨钙入血和骨中钙的沉积。维生素D3可通过增加破骨细胞的数量，增强骨的溶解，使骨钙和骨磷释放入血，从而使血钙浓度和血磷浓度升高。另外，维生素D3又能刺激成骨细胞的活动，促进骨钙沉积和骨的形成。但总的效应是血钙浓度升高。此外，维生素D3还可增强PTH对骨的作用，如缺乏1，25-二羟基维生素D3，则PTH对骨的作用明显减弱。

（3）对肾脏的作用：维生素D3可促进肾小管对钙和磷的重吸收，使尿中钙、磷的排出量减少。

（二）维生素D3分泌的调节

血钙浓度和血磷浓度降低是促进维生素D3生成的主要因素。1，25-二羟基维生素D3具有自身负反馈调节作用，PTH可促进维生素D3生成，另外还受肾1α-羟化酶活性及雌激素等因素的影响。在体内，1，25-二羟基维生素D3与PTH和CT共同对钙和磷的代谢进行调节。图11-10所示为调节钙和磷代谢相关激素的主要作用环节。

图11-10　调节钙和磷代谢相关激素的主要作用环节
注：25（OH）D3表示25-羟基维生素D3；1，25（OH）2D3表示1，25-二羟基维生素D3。

小　结

内分泌系统由各种内分泌腺、内分泌组织和散在于各系统或组织内的内分泌细胞组成，内分泌系统通过分泌激素来调节其他组织器官的功能。激素按其化学性质主要可以分为蛋白质和肽类激素、胺类激素和类固醇激素三大类。根据激素的作用原理，含氮激素主要通过与靶细胞膜受体结合诱导第二信使产生生理效应，类固醇激素则直接与靶细胞胞浆受体或核受体结合，通过调节靶细胞基因的表达来发挥对靶细胞功能的调节作用。

下丘脑与垂体之间的功能有密切联系。下丘脑可分泌九种下丘脑调节性多肽并通过垂体门脉系统运输至腺垂体，调节腺体激素的合成和分泌。下丘脑视上核和室旁核的大细胞肽能神经元能合成抗利尿激素和催产素，经下丘脑-垂体束的轴浆运输至神经垂体，当机体受到相应的刺激时，可反射地引起分泌，发挥各自的功能。

腺垂体分泌的激素有生长激素、催乳素、促黑激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、黄体生成素和促卵泡激素，共七种。它们主要分别调节机体的生长发育、乳腺的发育和性腺的活动等。

甲状腺激素的主要作用是促进物质和能量代谢，促进生长和发育过程，尤其是婴幼儿脑和骨骼的发育，甲状腺激素还对各个组织器官的功能起调节作用。甲状腺的功能主要受下丘脑-腺垂体-甲状腺功能轴的调节，此外还受到自主神经系统的调节及一定程度的自身调节。

肾上腺分为肾上腺皮质和肾上腺髓质两部分。肾上腺皮质分泌糖皮质激素、盐皮质激素和少量的性激素等类固醇激素。糖皮质激素的作用非常广泛，包括对物质代谢、水盐代谢、血液系统、循环系统的影响及在应激反应中的作用等。肾上腺髓质激素的生理作用主要是肾上腺素与去甲肾上腺素对心脏、血管、内脏平滑肌的作用，肾上腺素对代谢的影响大于去甲肾上腺素。肾上腺髓质受交感神经节前纤维支配，与交感神经共同组成交感神经-肾上腺髓质系统，参与机体应急反应的调节。

胰岛主要分泌胰岛素和胰高血糖素。胰岛素可促进糖原、蛋白质和脂肪的合成，抑制糖原、蛋白质和脂肪的分解，是体内唯一能降低血糖浓度的激素。胰高血糖素对物质代谢的调节作用与胰岛素基本相拮抗，是一种促进物质分解、抑制物质合成的激素。

甲状旁腺激素的主要作用是升高血钙浓度，降低血磷浓度。降钙素主要作用是降低血钙浓度和血磷浓度。维生素D3的主要作用是升高血钙浓度和血磷浓度。这三种激素共同调节机体的钙磷代谢，以维持机体钙、磷水平的相对恒定。