陳鋭溢: 鈣磷調節的生理機轉

作者：陳鋭溢

鈣與磷的調節與許多器官息息相關，許多慢性腎臟病或末期腎病變透析的病人，鈣磷的控制更是重要的課題，此篇文章將告訴你鈣磷調節與甲狀腺、副甲狀腺、皮膚、肝臟、腎臟、腸胃、骨骼等密不可分的關係。

影響鈣磷調節的賀爾蒙包括Vitamin D、Parathyroid hormone ( PTH; 副甲狀腺素)、Calcitonin ( 抑鈣素)。

副甲狀腺分泌副甲狀腺素（ Parathyroid hormone; PTH ）

鈣離子的調節和副甲狀腺有很大的關係，鈣離子可以使肌肉收縮、神經傳導，而磷也和鈣有關，磷是能量的來源。低血鈣會刺激副甲狀腺素( Parathyroid hormone; PTH )的分泌，副甲狀腺素刺激骨頭釋放出鈣、磷離子，使血液中的鈣磷離子濃度增加。

除此之外，副甲狀腺素( Parathyroid hormone; PTH ) 也會促進腎臟的1-α hydroxylase的分泌。

1-α hydroxylase ，使25-hydroxy Vit D3 ( Calcidiol ) 轉變成 1,25- Dihydroxyvitamin D3 ( Calcitriol )，calcitirol 是 Active Vitamin D。因為副甲狀腺的細胞核中有維生素D的受器，而calcitriol和維生素D受器結合後，會抑制副甲狀腺增生與分泌副甲狀腺素。

將腎元再仔細來看，Calcitriol 促使proximal tubule再吸收鈣，使血鈣升高；另一方面，副甲狀腺素 ( Parathyroid hormone; PTH ) 也會作用在遠曲小管，增加鈣的再吸收。

陽光照射皮膚會使皮膚中的7-Dehydrocholesterol轉變成Vit D3 ( cholecalciferol )。

Vit D3 ( cholecalciferol )進入到肝臟中，形成25-hydroxy Vit D3 ( Calcidiol )，再到腎臟中作用。

因此，影響鈣磷調節的賀爾蒙中，Vitamin D、Parathyroid hormone ( PTH ) 會使血鈣上升，Calcitonin 會使血鈣下降。

當血液中鈣離子上升時，會促使甲狀腺分泌 Calcitonin使鈣離子下降。

Osteoblast 上有Parathyroid hormone receptor，當PTH和osteoblast 上的receptor結合後，會走三個pathway，第一個pathway是促進Osteoblast 的proliferation，第二個pathway是促進RANKLE的表現，第三個Pathway是抑制OPG，也就是Osteoprotegerin，OPG是阻止RANKLE去和另一個RANKLE結合。

當 RANKLE和RANKLE結合後，會促進osteoclast proliferation, differentiation。

mCSF (macrophage Colony Stimulating factor ) 和cfms這個receptor 結合後，也會使osteoclast proliferation, differentiation

Preosteoclast 變成多核的Osteoclast，是Macrophage的一種。

Active osteoclast會分泌酸，使得bone resorption，使minerals自骨頭跑出，這些minerals就是Calcium和phosphate。所以PTH使osteoclast活化，使bone resorption, 讓血鈣和血磷升高。

這是取自2010 NEJM review的文章「 Oral Phosphate Binders in Patients with Kidney Failure 」，健康的人，一個禮拜食物中含磷約8400毫克，骨頭間的鈣磷轉換達到平衡，糞便一個禮拜約排出3000毫克的磷，其餘 5400 毫克由腎臟排出。

末期腎病變接受透析、無尿患者，每個禮拜限磷6300毫克，骨骼因為腎臟衰竭的關係，再塑化 ( remodeling ) 功能不正常，使得骨骼一個禮拜釋出1000毫克的磷，只回收了700毫克，其餘透析一個禮拜約除去2700毫克，而剩餘約200毫克在心血管沈積，造成血管鈣化。

總結

影響鈣磷調節的賀爾蒙包括Vitamin D、Parathyroid hormone ( PTH; 副甲狀腺素)、Calcitonin ( 抑鈣素)。陽光照射皮膚會使皮膚中的7-Dehydrocholesterol轉變成Vit D3 ( cholecalciferol )，Vit D3 ( cholecalciferol )進入到肝臟中，形成25-hydroxy Vit D3 ( Calcidiol )，再到腎臟中作用。

在腎臟中的 Calcidiol 經過1-α hydroxylase ，使25-hydroxy Vit D3 ( Calcidiol ) 轉變成 1,25- Dihydroxyvitamin D3 ( Calcitriol )，

PTH作用在Osteoblast上使Osteoclast活化，產生酸，使得骨頭釋放出鈣磷，和Osteoblast對骨骼形成達到恆定。

最後，是磷在透析無尿的病人，產生一定程度的累積，因此需要降磷藥物的控制。

後記：

謝謝 Roger Yao-Cheng Chuang 醫師的指正。對於Calcitriol 抑制Parathyroid hormone 的機轉，主要是和其recepotr結合，影響副甲狀腺的表現。