Régulation de la calcémie
Le contrôle du calcium ionisé plasmatique est sous la dépendance de plusieurs hormones dont la principale est la PTH qui a pour organes cibles le rein, l’os et l’intestin. La PTH est un polypeptide de 84 acides aminés, stocké et sécrété par les cellules parathyroïdiennes. La PTH circulante est un mélange d’hormone intacte et de fragments provenant de la protéolyse de la molécule par les glandes parathyroïdes et les organes périphériques : foie, rein et os. Brown, en 1983, [3] a montré la relation sigmoïde inverse qui existe entre la concentration de calcium ionisé extracellulaire et la sécrétion de PTH : cette relation conditionne la réponse des parathyroïdes à une modification de la calcémie.
En effet, les cellules parathyroïdiennes possèdent des récepteurs au calcium, protéine apparentée aux récepteurs membranaires couplés aux protéines G, qui détectent des modifications du calcium plasmatique ou extracellulaire de l’ordre de la millimole.
Une augmentation du calcium extracellulaire entraîne, par l’intermédiaire de processus intracellulaires calcium-dépendants, l’inhibition de la sécrétion de PTH (inhibition de l’expression génique et de la transcription, activation de la dégradation hormonale cellulaire, inhibition de l’exocytose).
À l’inverse, les mécanismes entraînant une augmentation de sécrétion de PTH en réponse à une hypocalcémie sont moins bien connus.
Lors d’une hypocalcémie, il existe en quelques minutes une augmentation de sécrétions de PTH, en quelques heures une mobilisation des stocks intracellulaires d’hormones déjà synthétisées.
Au-delà de plusieurs heures d’hypocalcémie, on observe une augmentation de la sécrétion maximale de PTH secondaire à une prolifération des cellules parathyroïdiennes.
Parathormone
Elle agit sur trois organes cibles.
Rein
La PTH possède des récepteurs membranaires sur tous les segments du néphron. L’hormone augmente la réabsorption tubulaire du Ca++, ce qui est la résultante de trois types d’effets : une augmentation de l’entrée du calcium dans la cellule de la branche ascendante de l’anse de Henle par augmentation du gradient électrique transépithélial, une augmentation de la pénétration cellulaire du Ca++ dans les cellules du tube contourné distal par activation des canaux calciques, une augmentation de l’activité de l’échangeur Na+ /Ca++ au niveau du tube collecteur. En fait, malgré cela, il existe en cas d’hypersécrétion de PTH, une augmentation de la calciurie du fait de l’hypercalcémie associée entraînant une augmentation du calcium filtré. La PTH augmente également la phosphaturie en inhibant au niveau du tube proximal et distal le cotransport sodium-phosphate. Enfin, la PTH stimule l’activité de la 1-25- hydroxylase rénale responsable de la synthèse de vitamine D active. contourné distal par activation des canaux calciques, une augmentation de l’activité de l’échangeur Na+ /Ca++ au niveau du tube collecteur. En fait, malgré cela, il existe en cas d’hypersécrétionde PTH, une augmentation de la calciurie du fait de l’hypercalcémie associée entraînant une augmentation du calcium filtré. La PTH augmente également la phosphaturie en inhibant au niveau du tube proximal et distal le cotransport sodium-phosphate. Enfin, la PTH stimule l’activité de la 1-25- hydroxylase rénale responsable de la synthèse de vitamine D active.
Os
Au niveau de l’os, la PTH est, avec le calcitriol, la principale hormone stimulant la résorption osseuse : elle augmente l’activité de résorption des ostéoclastes existants et induit une ostéoclastogenèse in vivo et in vitro. La cellule cible est en fait l’ostéoblaste qui exprime un récepteur membranaire pour la PTH, constituant un puissant stimulateur de formation des ostéoclastes ainsi que d’interleukine 1 et 6, activateurs de la résorption ostéoclastique. [17] La PTH administrée au long cours augmente le nombre et l’activité des ostéoblastes.
Tube digestif
Au niveau du tube digestif, les effets de la PTH sont indirects, par l’intermédiaire de la vitamine D dont elle active la synthèse au niveau du rein.
Vitamine D ou calcitriol
Elle a deux origines : exogène alimentaire et endogène par synthèse cutanée à partir d’un précurseur, le 7-déhydrocholestérol, transformé par les rayons ultraviolets B (UVB) en vitamine D3. Dans le foie, la vitamine D3 est hydroxylée en 25-OHD3 ou calcidiol : 25-OH vitamine D qui est biologiquement inactive. Elle sera transportée jusqu’au rein par la circulation générale, où de nouveau hydroxylée par la 1a-hydroxylase, elle sera transformée en 1,25-OH2D3 (1,25-OH vitamine D) ou calcitriol actif. La vitamine D3 d’origine alimentaire est présente dans les poissons gras et la vitamine D2 est contenue dans la levure et les plantes. Une baisse de calcium extracellulaire entraîne une augmentation de sécrétion de PTH qui, à son tour, stimule la 1a-hydroxylase rénale entraînant la synthèse de vitamine D active. Celle-ci, qui est une hormone stéroïdienne, agit par l’intermédiaire d’un récepteur spécifique sur les cellulesdigestives et les cellules osseuses. Elle stimule l’absorption intestinale du calcium, notamment au niveau du duodénum, en augmentant l’expression du gène de la Ca++ ATPase et l’activité de la pompe à Ca++. Elle participe à la différenciation ostéoclastique et stimule la synthèse de molécules de la matrice extracellulairecomme l’ostéocalcine et l’ostéopontine. Son rôle actif dans le processus de minéralisation n’est pas démontré.
Enfin, le calcitriol est un puissant inhibiteur de la synthèse de l’acide ribonucléique (ARN) messager de la pré-pro-PTH, exerçant ainsi un rétrocontrôle négatif sur la synthèse de PTH.
Calcitonine
Il s’agit d’un polypeptide de 32 acides aminés produit par les cellules parafolliculaires C de la thyroïde en réponse à une augmentation de la calcémie. Elle entraîne une diminution de la résorption osseuse par les ostéoclastes, ce qui permet à l’activité continue des ostéoblastes d’augmenter la fixation du calcium dans l’os. Son rôle dans l’homéostasie calcique n’est pas encore clairement déterminé.