Fysiologi - PTH, calcium, fosfat og Vitamin D Flashcards Preview

Modul 7 - Gamle sæt, fysiologi > Fysiologi - PTH, calcium, fosfat og Vitamin D > Flashcards

Flashcards in Fysiologi - PTH, calcium, fosfat og Vitamin D Deck (55):
1

Beskriv mulige ændringer i calcium transporten i tarm, knogle og nyre der kan give anledning til patientens elektrolytforstyrrelse. 

 

  • Grunden til patientens elektrolytforstyrrelse er en øget mængde 1,25-dihydroxy-vitamin D.
  • Den vigtigste effekt af 1,25-dihydroxy-vitamin D3 er at øge absorption af calcium fra tarmen.
  • Samtidig vil 1,25-dihydroxy-vitamin D3 øge reabsorptionen af calcium i nyren og mobilisere calcium fra knogle.
  • Dette vil medføre en øget mængde af calcium i blodet 

2

 

Redegør kort for hvilket enzym, der kunne være udtrykt i granulomerne, og om dette er underlagt normal hormonel regulering 

 

  • Patienten udtrykker højst sandsynligt 1-alfa-hydroxylase enzymet i granulomerne.
  • PTH og et fald i fosfat i blodet stimulerer normalt ekspressionen af 1-alpha-hydroxylase enzymet i nyren, hvorimod en øgning i serum calcium hæmmer dannelsen.
  • Da patienten har en forhøjet mængde 1,25-dihydroxy-vitamin D3 i blodet, selvom PTH er lav og calcium er høj, er enzymet højst sandsynligt ikke underlagt den normale regulering som ses i nyren (ikke pensum: dette er velkendt i de tilfælde af sarkoidose hvor 1-alfa-hydroxylase enzymet bliver udtrykt i granulomerne). 

3

Opgave 1 - Calcium og fosfat balance

  • Redegør for hvordan en øget PTH koncentration kan medføre disse elektrolyt forstyrrelser og redegør for hvordan denne tilstand kan påvirke barnets knogler.

  • PTH har effekt på nyrene - her øger det reabsoptionen af calcium og fremmer udskillelsen af fosfat i urinen.
  • PTH stimulerer dannelsen af aktivt Vitamin D (1,25 dihydroxy- cholecalciferol) som efterfølgende øger absorptionen af calcium og fosfat i tarmen.
  • PTH stimulerer en øget resorption fra knoglerne der medfører frigivelse af calcium og fosfat.
  • Denne kombination kan føre til en markant øget serum calcium koncentration og en reduceret mængde fosfat i blodet.
  • Den øgede resorption af calcium og fosfat fra knoglerne, svækker barnets knogler og øger derved risikoen for frakturer.

4

Opgave 1 - Calcium og fosfat balance

  • Redegør for hvordan frigivelsen af PTH fra parathyroidea kirtlen reguleres.

  • En øget koncentration af frie calcium ioner i plasma stimulerer den membran bundne calcium følsomme receptor i parathyroidea kirtlen
  • Dette medfører Gq koblet PLC aktivering, der fører til en stigning i intracellulær calcium koncentration og protein kinase C (PKC) aktivering - begge dele medfører en hæmning af PTH frigivelsen.
  • Aktivt 1,25 dihydroxycholecalciferol hæmmer også sekretionen af PTH ved at hæmme PTH gen ekspressionen og ved at stimulere gen ekspressionen af den calcium følsomme receptor.

5

Opgave 1 - Calcium og fosfat balance

  • Angiv hvilken genetisk defekt der kunne tænkes at forårsage en øget frigivelse af PTH.

  • En inaktiverende mutation i genet der koder for den calcium følsomme receptor.

6

Beskriv kort årsagen til patientens symptomer.

Patientens symptomer skyldes symptomatisk hypocalcæmi, altså en reduceret mængde calcium i blodet.

7

Redegør for, hvordan frigivelsen af PTH fra parathyreoideakirtlen reguleres, og om patientens PTH respons fungerer korrekt.

  • En øget koncentration af frie calcium-ioner i plasma stimulerer den membran bundne calcium følsomme receptor i parathyroidea-kirtlen.
  • Dette medfører Gq-koblet aktivering, der medfører en hæmning af PTH frigivelsen.
  • Aktivt 1,25-dihydroxy-vitamin D3 hæmmer også sekretionen af PTH ved at hæmme PTH genekspressionen og ved at stimulere genekspressionen af den calciumfølsomme receptor.
  • Dvs. en reduceret mængde af kalcium i blodet grundet nedsat knogleresorption efter biphosphonatbehandling vil normalt føre til øget udskillelse af PTH fra parathyreoidea-kirtlen.
  • Patientens PTH respons er ikke sufficient ift. at patienten har hypocalcemi, dette skyldes sandsynligvis den tidligere subtotal thyreoidektomi.

8

Behandling med bisfosfonater giver normalt ikke anledning til de komplikationer, der ses hos patienten.

Beskriv, hvilke kompensatoriske ændringer i calcium-balancen, der normalt ville indfinde sig under bisfosfonat-behandling.

  • En øget mængde PTH vil i individer med en intakt parathyroideafunktion medvirke til at normalisere serum calcium under bisfosfonat behandling.
  • PTH øger reabsoptionen af calcium i nyren (ikke pensum: via effekt på tykke ascenderende ben og distale tubuli).
  • PTH har ingen direkte effekt på tarmen, derimod stimulerer den dannelsen af aktivt 1,25- dihydroxy-vitamin D3 som øger absorptionen af calcium fra tarmen.
  • PTH stimulerer også en øget resorption fra knoglerne, ved binding til PTH receptorer (PTH 1R-receptor) på osteoblasten, som derigennem stimulerer øget osteoklast aktivitet, der medfører frigivelse af calcium fra knoglen.
  • Den PTH stimulerede øgning i 1,25-dihydroxy-vitamin D3 øger også resoptionen i knoglen og reabsoptionen af calcium i nyren.

9

Beskriv kort de forventede ændringer i calcium og fosfat koncentrationerne i blodet hos forsøgspersonerne fra gruppe I og II og redegør for hvilke ændringer i calcium og fosfat transporten, der ville give anledning til disse ændringer i elektrolytbalancen.

 

Gruppe I: Forhøjet calcium, normal (muligvis svagt forhøjet) fosfat.

Gruppe II: Forhøjet calcium koncentration, reduceret fosfat koncentration i blodet. Gruppe I: 1,25-dihydroxy- vitamin D3 øger absorption af calcium og fosfat fra tarmen. Samtidig vil 1,25-dihydroxy- vitamin D3 øge reabsorptionen af calcium i nyren, samt svagt øge fosfat reabsoptionen. Derudover mobiliserer 1,25-dihydroxy-vitamin D3 calcium og fosfat fra knogle ved at øge resoporptionen. Dette vil medføre en øget koncentration af calcium i blodet, samt en svag effekt på fosfat (ok hvis den studerende nævner ingen eller øget).

Gruppe II: PTH øger reabsoptionen af calcium og udskillelsen af fosfat i nyren. PTH stimulerer også til en øget resorption fra knoglerne, ved binding til PTH receptorer på osteoblasten, som derigennem stimulerer øget osteoklast aktivitet, der medfører frigivelse af calcium og fosfat fra knoglen. PTH stimulerer dannelsen af aktivt 1,25-dihydroxy-vitamin D3, hvilket vil tilvejebringe de nævnte effekter beskrevet i gruppe I.

Overordnet set vil dette medføre en øge calcium koncentrationen i blodet, samt reducere koncentrationen af fosfat i blodet.

10

Redegør på max.15 linjer for, hvilke ændringer der forventes i den endogene (kroppens egen) PTH secernering hos forsøgspersonerne fra gruppe I og II under forsøget, angiv herunder hvordan PTH secerneringen reguleres. Der lægges vægt på en kort koncis besvarelse (maks.15 linjer).

  • En øget koncentration af frie calcium ioner i plasma stimulerer den membran bundne calcium følsomme receptor i parathyroidea kirtlen 
  • Dette medfører Gq koblet respons, der fører til en stigning i intracellulær calcium koncentration og protein kinase C (PKC) aktivering - begge dele medfører en hæmning af PTH frigivelsen.
  • 1,25-dihydroxy-vitamin D3 hæmmer også secerneringen af PTH ved at hæmme PTH genekspressionen og ved at stimulere genekspressionen af den calciumfølsomme receptor.
  • I både gruppe I og II vil man se en hæmning af den endogene PTH secernering, grundet forhøjede calcium niveauer i blodet, samt øgede mængder af 1,25-dihydroxy-vitamin D3.

11

Hvilken slags knoglesygdom kunne disse forsøgspersoner tænkes at udvikle, hvis infusionsforsøget blev ved i f.eks. 3 måneder.

  • Osteoporose, da kronisk infusion af PTH og 1,25-dihydroxy-vitamin D3 begge øger knoglenedbrydningen, grundet den stimulerende effekt på osteoklast aktiviteten.
  • Her stimuleres der til nedbrydning af både den mineraliserede og organiske knoglematrix.

12

Calcium og fosfat
I nedenstående udsagn er der 2 rigtige svarmuligheder.

Angiv de korrekte udsagn omkring syntesen af 1,25-dihydroxyvitamin D:

  • a. Er afhængig af hydroxylering af et enzym i keratinocytten
  • b. Syntesen af 1,25-dihydroxyvitamin D3 stimuleres af [Ca2+] i blodet
  • c. Både D2 og D3 vitaminer kan omdannes til aktive 1,25-dihydroxylerede vitamin D metabolitter
  • d. Hydroxyleringen af 25-dihydroxyvitamin D3 hæmmes af 1,25-dihydroxyvitamin D3
  • e. Hydroxyleringsreaktionen af 25-dihydroxyvitamin til 1,25-dihydroxyvitamin D3 finder sted i leveren
  • f. Hydroxyleringen af 25-dihydroxyvitamin D3 hæmmes af PTH

SVAR c, d.

13

Calcium og fosfat
I nedenstående udsagn er der 2 rigtige svarmuligheder.

Angiv de korrekte udsagn som følge af vitamin D-forgiftning:

  • a. PTH-frigivelsen stiger grundet transkriptionel stimuli via vitamin D-receptoren
  • b. Der deponeres mere calcium og fosfat i knoglen
  • c. Calcium- og fosfatkoncentrationen falder i blodet
  • d. Calciumkoncentrationen stiger i blodet, hvorimod fosfatkoncentrationen falder
  • e. Der stimuleres til knoglenedbrydning vha. øget osteoklastdannelse
  • f. Der ses en øget transkription af calciumkanalerne TRPV5 og 6 i nyre og tarm.

SVAR e, f.

14

Calcium og fosfat

Hvilke udsagn omkring reguleringen af PTH-frigivelsen er sande?

  • a. 1,25-dihydroxyvitamin D3 stimulerer produktionen af calciumfølsomme receptorer
  • b. Stimulering af den calciumfølsomme receptor i parathyroidea-kirtlen fører til PTH- frigivelse
  • c. Den calciumfølsomme receptor er en G-protein–koblet receptor, der primært signalerer via aktivering af Gs alpha
  • d. Et fald i fosfatkoncentrationen i blodet stimulerer frigivelsen af PTH
  • e. Intracellulær øgning af [Ca2+] hæmmer exocytosen af PTH-vesikler
  • f. Individer med inaktiverende mutationer i den calciumfølsomme receptor udskiller mindre PTH.

 

 

3. SVAR a, e.

15

Calcium og fosfat

Angiv, hvilke af nedenstående sygdomme Vitamin D-mangel oftest er årsag til (der kan angives én eller flere svarmuligheder):

  • a. Osteoporose
  • b. Knoglebetændelse
  • c. Osteomalaci
  • d. Osteopetrose
  • e. Knogledysplasi
  • f. Engelsksyge (rakitis)

SVAR c, f (nogle kan nævne a, da vitamin D mangel kan forværre en osteoporose, burde ikke trække ned).

16

Calcium og fosfat

Angiv, hvilke af nedenstående tilstande, der kan give anledning til nyresten (der kan angives én eller flere svarmuligheder):

  • a. Hyperparathyroidism
  • b. Osteomalaci
  • c. Calcitonin-secenerende tumor
  • d. Hypothyroidism
  • e. Vitamin D-forgiftning
  • f. Vitamin D-mangel

SVAR a, e.

17

Calcium og fosfat balancen
I tabellen nedenfor ses forskellige målbare parametre som bestemmes i forskellige tilstande med ændret calcium og fosfat balance. Udfyld de manglende felter ved at angive om serum koncentrationerne for [Ca2+], [PTH] og [1,25-(OH)2-VitD] ”øges”, forbliver ”uændret” eller ”reduceres”. Ligeledes angives dette også for nyrens 1-alfa-hydroxylase (CYP27B1) aktivitet, nyrens Ca2+ reabsorption, tarmens Ca2+ absorption og knoglernes Ca2+ resorption for disse 5 tilstande.

  • 1. Primær hyperparathyreoidisme
  • 2. Vitamin D forgiftning
  • 3. Behandling med calciummimetika (medikamenter der øger calciumsensitive receptor aktivitet)
  • 4. Længerevarende lavt Ca2+ indtag
  • 5. Inaktiverende mutation i 1-alfa-hydroxylase (CYP27B1) enzymet

18

Calcium og fosfat 

Parathyreoideahormon (PTH) og calcitonin er begge hormoner, der er involveret i vedligeholdelsen af calcium balancen. 

1. Beskriv hvordan PTH og calcitonin påvirker osteoklastfunktionen og derved knoglenedbrydningen. Der lægges vægt på en kort koncis besvarelse (maks.15 linjer). 

  • PTH stimulerer en øget resorption fra knoglerne, ved binding til PTH receptorer på osteoblasten, som derigennem stimulerer øget osteoklast aktivitet, der medfører frigivelse af calcium fra knoglen.
  • PTH receptor aktivering på osteoblasten medfører macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) og receptor activator of nuclear factor kappa-B liganden (RANKL), som stimulerer dannelsen af osteoklaster.
  • Calcitonin hæmmer resoptionen via calcitonin receptoren på osteoklasten.
  • (Det noteres at Berne & Levy tilskriver calcitonins effekter via en øget knogledeponering). 

 

19

Calcium og fosfat 

Parathyreoideahormon (PTH) og calcitonin er begge hormoner, der er involveret i vedligeholdelsen af calcium balancen. 

2.Redegør for hvordan PTH og calcitonin secernering er reguleret af calcium. Der lægges vægt på en kort koncis besvarelse (maks.15 linjer) 

Calcitonin: En stigning i den frie calcium koncentration øger secerneringen af calcitonin. 

PTH: Et fald i den frie calcium koncentration øger secerneringen af PTH. En øget koncentration af frie calcium ioner i plasma stimulerer den membran bundne calcium følsomme receptor i parathyroidea kirtlen - Dette medfører Gq koblet respons, der fører til en stigning i intracellulær calcium koncentration og protein kinase C (PKC) aktivering - begge dele medfører en hæmning af PTH frigivelsen

20

Calcium og fosfat 

Parathyreoideahormon (PTH) og calcitonin er begge hormoner, der er involveret i vedligeholdelsen af calcium balancen. 

3. Angiv hvilken tilstand at calcitonin kan tænkes anvendelig som behandling. 

  • Calcitonin anvendes som supplerende behandling ved hypercalcæmisk krise.
  • Vigtigt at den studerende kan forstå at calcitonins effekter på knogleresoptionen kan bruges i behandlingen af hypercalcæmiske tilstande
  • (ikke pensum: stoffet bruges sjældent mere grundet hurtig desensibilisering af receptoren og dermed tab af effekt). 

 

21

 

1. Angiv syntesevejen der omdanner 7-dehydrocholesterol til aktivt 1,25-dihydroxy-vitamin D3. 

 

  • 7-dehydrocholesterol omdannes til vitamin D3 i huden via UV sollys;
  • dette hydroxyleres til 25-hydroxy vitamin D3 i leveren; i nyren hydroxyleres 25-hydroxy vitamin D3 igen til 1,25-dihydroxy-vitamin D3 via 1-alpha-hydroxylase enzymet. 

22

 

2.Beskriv kort hvordan en øget mængde 1,25-dihydroxy-vitamin D3 påvirker mængden af calcium i barnets blod 

 

  • Den vigtigste effekt af 1,25-dihydroxy-vitamin D3 er at øge absorption af calcium fra tarmen.

  • Samtidig vil 1,25-dihydroxy-vitamin D3 øge reabsorptionen af calcium i nyren og mobilisere calcium fra knogle.

  • Dette vil medføre en øget mængde af calcium i blodet.

  • Grundet effekten af 1,25-dihydroxy-vitamin D3 på absorptionen af calcium fra tarmen, er den indirekte effekt af 1,25-dihydroxy-vitamin D3 knogleopbyggende. 

     

23

 

3.Gør kort rede for mekanismerne bag den reducerede PTH sekretionen i barnet. 

 

  • En øget koncentration af frie calcium ioner i plasma stimulerer den membran bundne calcium følsomme receptor i parathyroidea kirtlen
  • Dette medfører Gq koblet PLC aktivering, der fører til en stigning i intracellulær calcium koncentration og protein kinase C (PKC) aktivering - begge dele medfører en hæmning af PTH frigivelsen. 
  • -Aktivt 1,25 dihydroxycholecalciferol hæmmer også sekretionen af PTH ved at hæmme PTH gen ekspressionen og ved at stimulere gen ekspressionen af den calciumfølsomme receptor.

24

 

Redegør for hvordan en øget PTH koncentration kan medføre disse elektrolyt forstyrrelser og redegør for hvordan denne tilstand kan påvirke barnets knogler 

 

  • PTH har effekt på nyrene - her øger det reabsoptionen af calcium og fremmer udskillelsen af fosfat i urinen.
  • PTH stimulerer dannelsen af aktivt Vitamin D (1,25 dihydroxy-cholecalciferol) som efterfølgende øger absorptionen af calcium og fosfat i tarmen.
  • PTH stimulerer en øget resorption fra knoglerne der medfører frigivelse af calcium og fosfat.
  • Denne kombination kan føre til en markant øget serum calcium koncentration og en reduceret mængde fosfat i blodet.
  • Den øgede resorption af calcium og fosfat fra knoglerne, svækker barnets knogler og øger derved risikoen for frakturer. 

25

 

B. Redegør for hvordan frigivelsen af PTH fra parathyroidea kirtlen reguleres. 

C. Angiv hvilken genetisk defekt der kunne tænkes at forårsage en øget frigivelse af PTH. 

B.

  • En øget koncentration af frie calcium ioner i plasma stimulerer den membran bundne calcium følsomme receptor i parathyroidea kirtlen  
  • Dette medfører Gq koblet PLC aktivering, der fører til en stigning i intracellulær calcium koncentration og protein kinase C (PKC) aktivering - begge dele medfører en hæmning af PTH frigivelsen. 
  • Aktivt 1,25 dihydroxycholecalciferol hæmmer også sekretionen af PTH ved at hæmme PTH gen ekspressionen og ved at stimulere gen ekspressionen af den calcium følsomme receptor. 

C.

En inaktiverende mutation i genet der koder for den calcium følsomme receptor 

 

26

Nedenstående figur viser calcium omsætningen hos en 30 årig mand som er i calcium ligevægt ( steady state). 

Angiv for boksene 1 til 3 hvor henholdsvis 1,25-dihydroxy-vitamin D (1,25-dihydroxycholecalciferol), parathyroidea hormon (PTH) og calcitonin har direkte regulerende effekter.

1) 1,25 dihydroxy vitamin D stimulerer calcium absorptionen 

2) PTH og 1, 25 dihydroxy-vitamin D stimulerer begge til knogle resorption, mens calcitonin hæmmer knogleresorption og dermed knogleturnover 

3) PTH og 1,25-dihydroxy vitamin D, øger calcium reabsorptionen mens calcitonin hæmmer calcium reabsorptionen 

 

27

 

1. Angiv mulige ændringer i calciumtransporten, som ligger til grund for patientens elektrolytforstyrrelse. 

 

  • PTHrP virker ligesom PTH.
  • En øget mængde PTHrP øger derfor reabsoptionen af calcium i nyren (ikke pensum: via effekt på tykke ascenderende ben og distale tubuli).
  • PTHrP har ingen direkte effekt på tarmen, derimod stimulerer den dannelsen af aktivt 1,25-dihydroxy-vitamin D3 som øger absorptionen af calcium fra tarmen.
  • PTHrP stimulerer også en øget resorption fra knoglerne, ved binding til PTH receptorer på osteoblasten, som derigennem stimulerer øget osteoklast aktivitet, der medfører frigivelse af calcium fra knoglen.
  • Den forhøjede 1,25-dihydroxy-vitamin D3 øger også resoptionen i knoglen og reabsoptionen af calcium.
  • Alle disse effekter medfører en forhøjet mængde calcium i blodet, hvilket ses hos patienten. 
  •  

28

 

2. Redegør for patientens PTH-niveau. 

Patienten har et meget lavt PTH niveau. Dette skyldes to ting:

  • 1) en øgning af koncentration af frie calciumioner i plasma stimulerer den membranbundne calciumfølsomme receptor i parathyroidea kirtlen - Dette medfører Gq koblet PLC aktivering, der fører til en stigning i intracellulær calcium koncentration og protein kinase C (PKC) aktivering - begge dele medfører en hæmning af PTH frigivelsen.
  • 2) Aktivt 1,25 dihydroxycholecalciferol hæmmer også sekretionen af PTH ved at hæmme PTH genekspressionen og ved at stimulere genekspressionen af den calciumfølsomme receptor 

29

halskræft. Ved indlæggelsen havde patienten tydelige muskelkramper, stikken i fingrene og abdominale krampesmerter. Der blev ikke fundet ændringer i blodets pH-værdi eller i albumin mængden. Nyresygdom blev også udelukket som diagnose. Elektrolyt og hormon målinger viste følgende: (se billede)

 

Angiv de direkte effekter af henholdsvis PTH og 1,25-dihydroxy-vitamin D3 på calcium transporten i tarm, nyre og knogle. 

 

  • PTH og 1,25-dihydroxy-vitamin D3 øger reabsoptionen af calcium i nyren
  • (ikke pensum: PTH via effekt på tykke ascenderende ben og distale tubuli , 1,25-dihydroxy-vitamin D3 på distal tubuli).
  • PTH har ingen direkte effekt på tarmen (men indirekte via stimulering af 1-alpha hydroxylase og dermed dannelsen af 1,25-dihydroxy vitamin D3).
  • Derimod stimulerer 1,25-dihydroxy-vitamin D3 absorptionen af calcium fra tarmen.
  • PTH og 1,25-dihydroxy-vitamin D3 stimulerer en øget resorption fra knoglerne der medfører frigivelse af calcium. 
  •  

30

halskræft. Ved indlæggelsen havde patienten tydelige muskelkramper, stikken i fingrene og abdominale krampesmerter. Der blev ikke fundet ændringer i blodets pH-værdi eller i albumin mængden. Nyresygdom blev også udelukket som diagnose. Elektrolyt og hormon målinger viste følgende: (se billede)

 

Beskriv kort hvilke faktorer, der regulerer dannelsen af aktivt 1,25-dihydroxy-vitamin D3 fra 25-hydroxy-vitamin D3 

 

PTH og et fald i fosfat i blodet stimulerer dannelsen af 1,25-dihydroxy-vitamin D3 via 1-alpha-hydroxylase enzymet 

 

31

halskræft. Ved indlæggelsen havde patienten tydelige muskelkramper, stikken i fingrene og abdominale krampesmerter. Der blev ikke fundet ændringer i blodets pH-værdi eller i albumin mængden. Nyresygdom blev også udelukket som diagnose. Elektrolyt og hormon målinger viste følgende: (se billede)

 

Angiv den mulige grund til de observerede elektrolytforstyrrelser hos denne patient. 

 

  • Hypoparathyroidisme – patienten har en reduceret PTH udskillelse.
  • Dette ses ved at patientens PTH niveau er lavt, selvom han er hypocalcæmisk .
  • PTH stimulerer knogleresorptionen, øger nyrens reabsorption af calcium og reducerer reabsorptionen af fosfat.
  • Indirekte stimulering af 1,25-dihydroxy vitamin D3 fører til øget absorptionen af calcium og fosfat fra tarmen.
  • Mangel på PTH vil derfor påvirke alle disse processer hvorved serum calcium falder, fosfat stiger, og dannelsen af 1,25-dihydroxy-vitamin D3 falder. 

32

Angiv 3 fysiologiske processer hvor henholdsvis calcium og fosfat indgår

Calcium

  • er involveret i muskelkontraktion
  • involveret i excitabiliteten af neuroner
  • cellulær sekundær messenger
  • exocytose
  • co-faktor for nogle enzymer feks. ved blodkoagulation

 

Fosfat

  • er en vigtig komponent i ATP
  • vigtig for aktivering /inaktivering af enzymer
  • indgår i fosforlipider i cellemembranen
  • intracellulær buffer

33

Tegn legemets fordeling, optag og udskillelse af calcium i mellem forskellige vævs kompartmenter hos en voksen rask person i steady state som indtager en standard dansk kost. 

  • (Figur 51-1 B&B);( figur 35.1 i R&B).
  • Det er fint nok med angivelser i procent.
  • Ca: størstedelen af kroppens Ca findes lagret i knoglerne i hydroxyapatit (ca. 1kg) eller 99 %, 1 % (11 g) findes intracellulært (lagret i pools i f.eks. endoplasmatisk retikulum), ca 0,1% (1 g) findes i ekstracellulær væske.
  • Vi optager ca. 1 g/dag Ca fra kosten og absorberer 300 mg/dag, men secernerer 150 mg/dag udskiller ca 850 mg/dag via fæces.
  • Nyrerne filtrerer ca. 10 g Ca/dag og reabsorbere ca. 9,85 g/dag dvs der udskilles 150 mg Ca/ dag.
  • Der er en kontinuerlig deponering/resorption mellem knogler og ekstracellulær volumen (500 mg Ca/dag). 

34

Angiv et eksempel på en non-hormonel regulering af frie calcium ioner i ekstracellulær væsken

Calcium bindingsproteiner, pH ændringer

35

Angiv 3 cellulære processer, hvor calcium og tilsvarende 3 cellulære processer, hvor fosfat spiller en central rolle.

 

  • Calcium er involveret i muskelkontraktion, involveret i excitabiliteten af neuroner, cellulær sekundær messenger, exocytose, co-faktor for nogle enzymer feks. ved blodkoagulation.
  • Fosfat er en vigtig komponent i ATP, vigtig for aktivering /inaktivering af enzymer, indgår i fosforlipider i cellemembranen, intracellulær buffer. 

36

En patient får taget en blodprøve, som viser, at plasma calcium koncentrationen er 12,3 mg/dL. Normalt ligger plasma calcium koncentration på 8,5-10,5 mg/dL. Lægen mistænker derfor, at patienten lider af hyperparathyreoidisme. Lægen spørger patienten, om han har indtaget vitamin D. Det har patienten ikke! En blodprøve som måler patientens PTH koncentration bekræfter lægens diagnose.

Redegør kort for hvilke symptomer, der kan forekomme hos patienten.

  • Hyperparathyreoidisme kan føre til en for høj calcium koncentration i blodet.
  • Knogler kan tabe calcium, hvilket medfører svagere knogler.
  • Der er en øget absorption af calcium via tarmene.
  • I nyrerne sænkes calcium sekretionen via urinen mens fosfat udskillelsen øges.
  • Der kan forekomme forkalkninger i de bløde væv og dannelse af nyresten.

37

Redegør kort for hvordan sekretionen af PTH reguleres hos en normal rask person

  • Hormonets sekretion fra gl. parathyroidea kontrolleres primært af et fald i frie calcium ioner i blodet via en negativ feedback sløjfe. Kirtelcellerne er i besiddelse af en særlig Ca2+- sensing receptor.
  • (Celle transduktionsmekanismen omfatter et Gq protein og aktivering af phospholipase C. Der dannes IP3, som frigiver Ca2+ fra de intracellulære forråd og hæmmer exocytosen af PTH. Derudover hæmmes nysyntesen af PTH- ikke pensum).
  • Effekten er et fald i PTH sekretion.
  • Vitamin D kan i mindre grad via binding til VDR som så danner heterodimer med RXR som binder til Vitamin D’s response element og hæmmer nysyntesen af PTH. 

38

En midaldrende kvinde blev indbragt på skadestuen efter svimmelhed og kramper. Ved ankomsten til skadestuen var patienten vågen og klar men med en øget respirationsfrekvens. Objektivt sås begyndende laryngale spasmer og ”Trousseaus tegn” også kaldet fødselshjælperhånd (håndleddet flekteres, fingrene samles i en pyramide). Neurologiske undersøgelser gav normale resultater. Der blev taget en arterieblodprøve. I arterieblodprøven blev pH målt til 7,59. Patienten havde normalt elektrokardiogram. 

Patienten blev beroliget, vejrtrækningen normaliserede sig og en time efter indlæggelsen måltes pH i en ny arterielblodprøve til 7,51. 

Redegør kort for en mulig forklaring på de observerede symptomer.

  • Symptomer for svimmelhed og kramper stemmer godt overens med et fald i calciumioner i blodet.
  • Dette fald af calciumioner er sandsynligvis forårsaget af en respiratorisk alkalose.
  • Patienten hyperventilerer og får dermed udvasket blodets CO2.
  • En stigning i blodets pH sænker niveauet af frie calciumioner, da calcium binder til de frie OH- sites på cirkulerende proteiner.
  • Når patienten beroliges og respirationen normaliseres og blodets pH falder igen til normalt pH, normaliseres blodets pool af frie calciumioner

39

Beskriv kort sammenhængen mellem blodets parathyreoidea hormon (PTH) koncentration og frie calcium ioner i blodet (evt. med en skitse).

Det cirkulerende PTH niveau er omvendt proportionalt med det cirkulerende niveau af frie Ca-ioner

(evt fig 35.4 Rhoades and Bell, fig 52-7 i Boron og Boulpaep)

40

I oktober måned 2013 vil Fødevareministeriet offentliggøre nye anbefalinger for, hvor meget vitamin D vi helst skal have. Det tal vil stige fra 7,5 til 10 mikrogram dagligt – eller 33 procent. »Norden er det sted i verden, hvor der ses flest knoglebrud, og forekomsten er markant højere end i for eksempel Sydeuropa« 

b) Redegør for hvorledes vitamin D de novo syntesen foregår (strukturformler må undlades) 

 

  • Figur 35.6 R&B eller figur 51-9 (B&B).
  • Her forventes at der angives navne og lokalisering for hvor syntesen foregår men ikke strukturformler. 

41

I oktober måned 2013 vil Fødevareministeriet offentliggøre nye anbefalinger for, hvor meget vitamin D vi helst skal have. Det tal vil stige fra 7,5 til 10 mikrogram dagligt – eller 33 procent. »Norden er det sted i verden, hvor der ses flest knoglebrud, og forekomsten er markant højere end i for eksempel Sydeuropa« 

a) Angiv hvorledes vi kan øge vores daglige indtagelse af vitamin D 

 

  • Spis fede fisk som laks, makrel og sild.
  • Spis kød, æg og evt. fede mejeriprodukter.
  • Alternativt indtag vitamin D i tablet form (vitaminpiller)
  • (vi kan ligeledes øge vores indhold af vitamin D ved sol eksponering) 

 

42

I oktober måned 2013 vil Fødevareministeriet offentliggøre nye anbefalinger for, hvor meget vitamin D vi helst skal have. Det tal vil stige fra 7,5 til 10 mikrogram dagligt – eller 33 procent. »Norden er det sted i verden, hvor der ses flest knoglebrud, og forekomsten er markant højere end i for eksempel Sydeuropa« 

c) Angiv en mulig forklaring på hvorfor Norden er det sted i verden, der ses flest knoglebrud 

 

  • I norden eksponeres vi ikke meget for sollys i vinterhalvåret og er pga vejret ofte tildækkede dermed er vores de novo vitamin D produktion nedsat.
  • Ved Vitamin D mangel fremmes calciumoptagelsen over tarm epitelet ikke.
  • Dermed mobiliseres calcium fra knoglerne, for at opretholde konstant plasma calcium koncentration, hvilket fører til svækkelse af knoglerne og øget risiko for knoglebrud 

43

I et netop publiceret studie har en forskergruppe i Odense observeret, at hver 4. flergangsfødende gravid kvinde lider af vitamin D mangel. 

a) Redegør kort for hvorledes vitamin D påvirker kroppens calcium omsætning 

 

  • Bioaktivt vitamin D3 (1,25 dihydroxy cholecalciferol) binder til sin receptor (VDR) som danner heterodimer med RXR.
  • Homonreceptor komplekset binder til DNA og fremmer transkriptionen af målgener. 
  • Plasma calciumkoncentrationen stiger under indvirkning af 1,25 dihydroxy cholecalciferol på grund af følgende.
    • 1) 1,25 dihydroxy cholecalciferol fremmer absorptionen af calcium fra tarm ved øget syntese af calcium kanaler og pumper samt calbindin i duodenums epithelceller.
    • 2) Calcium frigives fra knoglevæv idet 1,25 dihydroxy cholecalciferol virker synergistisk med PTH og fremmer osteoklast aktivitet.
    • 3) 1,25 dihydroxy cholecalciferol virker ligeledes synergistisk med PTH i nyrerne og fremmer calciums reabsorption.

44

I et netop publiceret studie har en forskergruppe i Odense observeret, at hver 4. flergangsfødende gravid kvinde lider af vitamin D mangel. 

b) Redegør kort for hvorfor det specielt for en gravid kvinde er vigtig ikke at lide af vitamin D mangel. 

  • Det er vigtigt at gravide kvinder har en positiv calcium balance da der deponeres calcium i fosterets voksende knogler.
  • Vitamin D’s primære funktion er at øge calcium optagelsen fra tarmen og dette er med til at sikre en positiv calcium balance.

45

Gør kort rede for hvordan sekretionen af PTH reguleres.

  • Hormonets sekretion fra gl. parathyreoidea kontrolleres primært af et fald ifrie calcium ioner i blodet via en negativ feedback sløjfe.
  • Kirtelcellerne er i besiddelse af en særlig Ca2+- sensing receptor.
  • Celle transduktionsmekanismen omfatter et Gq protein og aktivering af phospholipase C.
  • Der dannes IP3, som frigiver Ca2+ fra de intracellulære forråd og hæmmer exocytosen af PTH(beskrivelse af signaltransduktionsvejen er ikke et krav for korrekt besvarelse).  
  • Effekten er et fald i PTH sekretion. (Vitamin D kan i mindre grad via binding til VDR som så danner heterodimer med RXR som binder til Vitamin D’s response element og hæmmer nysyntesen af PTH- Dette er ikke pensum). 

46

Angiv PTH’s effekt på henholdsvis knogler, nyre og tarm.

  • PTH øger plasma calcium niveauet og sænker plasma kalium niveauet.
  • I knoglerne stimulerer PTH til frisætning afcalcium 
  • I nyrerne hæmmer PTH fosfat reabsorption fra de proximale tubuli og øger reabsorptionen af calcium fra nyrens distale tubuli og tykke ascenderende ben af Henles slynge.
  • Derudover fremmer PTH syntesen af 1,25-dihydroxycholecalciferoli nyrens proximale tubuli.
  • I tarmen øger PTH indirekte calcium absorption, da PTH øger syntesen af 1,25-dihydroxycholecalciferoli nyrens proximale tubuli somøger calcium absorptionen.

47

Beskriv hvordan vi får dannet 1,25-dihydroxy-vitamin D3 (1,25- dihydroxycholecalciferol). 

Grundsubstanserne er 7-dehydrocholesterol (fra cholesterolkatabolisme) og D vitamin (fra diæten).

Disse omdannes således: 

7-dehydrocholesterol 

↓ 1 

prævitamin D3 

↓2 

vitamin D3 

↓3 

25-hydroxycholecalciferol 

↓4 

1,25-dihydroxycholecalciferol

 

Detaljer

  • Omdannelsen af 7-dehydrocholesterol til vitamin D3 foregår i huden, og reaktion 1 kræver sollys.
  • Reaktion 3 foregår i leveren, og reaktion 4 i nyrernes proksimale tubuli. 1a-hydroxylasens aktivitet fremmes af parathyroideahormon (PTH).
  • Det hæmmes ved høje plasmakoncentrationer af HPO42- (direkte) og Ca2+ (indirekte via en hæmning af PTH sekretion).

48

 

Angiv symptomer hos personer med vitamin D mangel

  • Børn med vitamin D mangel lider af engelsk syge (rachitis)har bløde og svage knogler pga. utilstrækkelig mineralisering af nydannet knogle matrix.
  • De lange vægtbærende knogler i benene er ofte bøjede.
  • Voksne med vitamin D mangel lider af osteomalacia og har samme symptomer som ved engelsk syge dog uden bøjede knogler.
  • De svage knogler bevirker at de har øget risiko for fraktur og mikrofraktur. 
  • Osteomalaci (og egentlig også ved Engelsk syge)Der er for meget matrix i forhold til mængden af mineral

49

Gør rede for den cellulære transduktionsmekanisme hvorved sekretion af parathyreoideahormon reguleres i forhold til koncentrationen af kalcium i plasma.

  • Hormonets sekretion fra gl. parathyreoidea kontrolleres af calciumniveauet i plasma (Ca2+ ioner) via en negativ feedback sløjfe.
  • Kirtelcellerne er i besiddelse af en særlig Ca2+- sensing receptor.
  • Transduktionsmekanismen omfatter et Gq protein og aktivering af phospholipase C.
  • Der dannes IP3, som frigiver Ca2+ fra de intracellulære forråd.
  • Effekten er et fald i PTH sekretion.

50

Angiv hvorfra hormonet calcitonin secerneres

 

Calcitonin dannes i gl. thyreoideas parafollikulære celler eller C-celler. 

 

51

Gør kort rede for forholdet mellem calcitoninsekretion og plasmas calciumkoncentration. 

  • Når serum calcium (ioniseret + ikke ioniseret) overstiger ca. 95 mg/l (2,4 mmol/l), frigives calcitonin fra glandula thyreoidea.
  • Der er en lineær korrelation mellem calcitonin og plasma calcium. 

 

52

Gør kort rede for calcitonins virkninger på omsætningen af calcium i knogler. 

Calcitonin nedsætter reabsorption af knoglevæv ved at hæmme osteoklasternes aktivitet. 

 

53

Gør kort rede for 1,25-dihydroxycholecalciferols virkningsmekanisme på cellulær niveau samt dets virkninger på omsætningen af calcium i tarm, knogler og nyrer.

  •  1,25(OH)2D3 binder til et receptorprotein i cellen, kaldet VDR (vitamin-D receptor). Hormonreceptorkomplekset binder til DNA og fremmer transkription.
  • [Der dannes en dimer mellem VDR og retinoid X receptor (RXR) på samme vis som når thyroidea hormons receptor binder til DNA:et.] 
  • Plasma calcium stiger under 1,25-dihydroxycholecalciferols indvirkning på grund af følgende hormonelle effekter:
  • 1) Hormonet fremmer absorptionen af calcium fra tarmen. Syntesen af såvel calbindin som af Ca2+-kanaler og -pumper stimuleres i duodenums epitelceller af 1,25(OH)2D3.
  • 2) Calcium frigives fra knoglevæv idet 1,25(OH)2D3 virker synergistisk med PTH og fremmer osteoklasternes aktivitet.
  • 3) Det fremmer reabsorption af calcium i nyrerne, her virker det også synergistisk med PTH.

54

Gør kort rede for årsagen til engelsk syge (rachitis

  • Ved mangel på D-vitamin vil en lav absorption af calcium fra kosten forårsage hypocalcæmi.
  • Dette vil hos børn resultere i defekt mineralisering af nydannet knoglevæv.
  • Den vigtigste effekt af 1,25(OH)2-vitamin D er på calciumabsorption, således vil nettoeffekten af vitamin D mangel være et tab af calcium.

55

Optagelse af kalcium 

Redegør for optagelsen af kalcium og fosfat fra mave-tarmkanal.

Angiv hvilke mekanismer er formål for endokrin regulering.

  • Optagelsen af Ca2+fra tarmen sker dels ved passiv diffusion, afhængig af koncentrations-gradienten.
  • Den paracellulære rute findes i hele tyndtarmen.
  • Desuden optages dels Ca2+fra ved aktiv absorption.
  • Denne transcellulære rute findes kun i duodenum.
  • Ca2+optages til epitelcellen gennem Ca2+-kanaler i den apikale membran.
  • Det pumpes ud på den modsatte side af cellen af Ca2+-H+-pumpen samt via en Na+- Ca2+exchanger (sekundær aktiv transport).
  • En række Ca2+-bindende proteiner – for eksempel calbindin – tillader, at der transporteres forholdsvis store mængder af Ca2+men ved rimelige koncentrationer af Ca2+intracellulært.
  • Syntesen af såvel calbindin som af Ca2+-kanaler og -pumper stimuleres af 1,25-dihydroxycholecalciferol