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CKD-MBD第五关-两图读懂:慢性肾衰钙磷代谢紊乱发病机理

 梅骊 2018-01-30
其实,任何一个医生,从内心深处都有学习、上进的内在要求。大家都知道一技傍身的重要性,谁不想成为大国工匠呢?可现实中,又有几人能坚持不懈地长期学习呢??当被现实压的喘不过气的时候,回望自己的所学专业,又为知识已经落伍而感到深深地恐惧与不安。不得已,只能继续在单位里“混”着,如此形成恶性循环。。。。闲暇时候,想起自己年轻时也曾意气风发、壮志满怀,现在医院动不动就说“不想干,走人!”,泪水无声滑落后,却道,天凉好个秋。


我说,人迷茫的时候,最好开始看书。掌握了CKD-MBD的诊治,至少我们肾科医生的执业生涯,多上一道保险。但真正牢牢掌握诊治流程并灵活运用,您首先得搞明白慢性肾衰钙磷代谢紊乱的发病机理我们不能苛求别人能懂我们医生,也不能指望互联网医疗能改变什么,即使能有所改变,那也是一个遥远而又漫长的过程。我们首先要问,医生自己懂医生吗?懂医疗吗?


慢性肾衰患者的钙磷代谢,也一样!
接受透析治疗的患者,矿物质-骨骼轴(the mineral bone axis)被打乱。为了应对这样一个情况,医生通常需要给患者开一些药物,目前包括磷结合剂、活性维生素D衍生物、钙受体增敏剂。通常还需要患者饮食控制、以限制磷的吸收量,充分透析、以增加磷的清除。为了理解如何应对慢性肾脏病(CKD)的矿物质-骨骼失调( the mineral bone disorder ),临床医生如何合理的使用手中的武器,如果不对CKD-MBD的病理生理学有一个基本了解,是无法胜任的。


下面说说病理生理学( PATHOPHYSIOLOGY )   。
在CKD早期,主要有三种激素参与维持矿物质-骨骼动态平衡:成纤维细胞生长因子23( FGF23)、骨化三醇( calcitriol )(也被称为 1,25D 或 1,25 二羟胆钙化醇 )、甲状旁腺激素( PTH )。这些激素,与矿物质钙、磷相互作用。并且,在次要方面,确保足够的矿物质从肠道吸收,脏排泄适量的矿物质。并且骼处于最佳状态情

 当肾脏功能下降,维持矿物质动态平衡与正常骨骼转运能力进行性丢失。呈现的第一个问题是,人体需要维持→从食物中吸收的确保它能完全排泄出去。有功能的肾单位数量减少,导致, 被每一个肾单位过滤的磷负荷增加。在这样一个磷负荷增加情况下,试图帮助(肾脏)增加排泄, FGF23激素水平增加了。 FGF23,由骨细胞产生,通过作用在 Klotho-FGF受体复合物( Klotho-FGF receptor complex )影响肾小管细胞功能。在肾小管,通过减少钠-磷共转运蛋白表达与活性, FGF23增加了磷酸盐尿。这些转运蛋白正常情况下的功能是重吸收被滤过的磷,下调这些转运蛋白则增加了每个肾单位排泄的量,从而限制了磷超负荷。

与矿物质-骨骼动态平衡( mineral bone homeostasis )有关的个激素是骨化三醇( calcitriol )。骨化三醇在身体里合成,需要三个阶段。第一个阶段发生在皮肤,皮肤暴露于紫外线,将7-脱氢胆固醇( 7-hydroxycholesterol )转化为胆钙化醇( cholecalciferol )即维生素D3 (vitamin D3) 。 胆钙化醇( 维生素D3 )是一个没有活性的类固醇激素原;在经过肝脏,类固醇环的25位羟基化后, 它会变得轻微有点活性,这就是所谓的“25-D”。经过第三步, “25-D”才能变成完全活性: 类固醇环的1位羟基化。这个最后的羟基化步骤能够发生在体内多种组织部位,但是最重要的合成1,25-D的位置,是在肾小管,通过一个被称为1-α羟化酶的东西。 1,25-D另外一个名字是钙三醇( calcitriol )。关于矿物质平衡,骨化三醇(钙三醇)具有许多作用。它能增加胃肠道钙和磷吸收;它能增加肾脏钙重吸收,并能抑制甲状旁腺制造PTH。 骨化三醇同样也帮助骨骼矿化。


在CKD早期, 骨化三醇水平是降低的。这是通过两个机制实现:⑴由于需要增加每一个肾单位磷排泄,诱导出 FGF23 水平增加,进而抑制肾小管内 1-α羟化酶,阻碍了 25-D转化为 1,25-D, 同时⑵ 由于有功能的肾组织减少,所以25-D转化为 1,25-D减少。因此, 在CKD早期, 1,25-D 减少也许是某种补偿→当减慢了骨化三醇的合成,导致磷从肠道吸收减少,于是,减轻了不断减少着数量的肾单位排泄磷的负担。血清 1,25-D 下降,也导致了肠道钙吸收减少,同时较高的血清磷水平直接导致血清钙更低。因此,在缓慢进展的CKD( moderate to  advanced CKD )中,遇见某种程度的轻微低钙血症,并不少见。


我们前面几期都在说它:PTH

参与矿物质平衡的个激素是:甲状旁腺激素( parathyroid  hormone )。这是一个肽类激素,由84个氨基酸组成。结合到它的受体,基本的要求是,颗粒的N-末端头两个氨基酸必须存在。主要刺激PTH分泌的是低钙血症,它( 低钙血症 )作用于甲状旁腺腺体上的钙敏感受体( calcium-sensing receptors )。 甲状旁腺激素主要功能之一是维持血清钙水平。PTH做到这一点,可以通过许多不同方式:⑴在肾脏,PTH减少磷重吸收,增加尿磷排泄。从而,降低了血清磷水平,这往往升高了血清钙。⑵在肾脏,PTH刺激能将25-D转化为 1,25-D的1-α羟化酶活性,这导致骨化三醇增多,而后经肠道更多的钙被吸收。⑶PTH增加了骨骼的转换率,从骨骼释放出钙。


值得注意的是, PTH 和 FGF23 都是增加肾脏磷排泄,但是在影响肾脏生产 1,25D的酶的方面作用是相反的。在反馈环路中,PTH的分泌可以被 1,25D抑制, 1,25D作用于甲状旁腺腺体上的骨化三醇受体( calcitriol receptors )。这个反馈环路,被生理学与药理学开发所应用,用骨化三醇和骨化三醇的各种类似物来抑制PTH分泌。历经周折,最终,PTH的分泌是由高血清水平所刺激。
这一点往往是年轻医生问到的 最 多 的问题!!


当肾小球滤过率( glomerular filtration rate,GFR )下降,然后循环 1,25-D水平下降,肠道钙磷吸收减少,如此来 帮助 维持 人体矿物质动态平衡(不给肾脏乱上添乱)。在进行性的CKD( progressive CKD )中, FGF23、骨化三醇和PTH相应改变的净效应是,维持血清钙和磷在正常范围内,直到CKD4期或5期阶段。

但是终于有一天,肾脏堪重负、不能排出多余的,于是→
低 1,25 D水平、低血清钙,然后高血清水平,所有这些作用刺激PTH分泌,促成甲状旁腺功能亢进的恶化正常肾组织进一步减少→CKD5期来临以及透析开始,精妙的动态平衡系统最终被打破,带来非常高的 FGF23 和PTH 水平,一贯的低骨化三醇水平、高磷血症、低或正常低限的血钙水平。

这些激素改变对骨骼生理有多种有害影响,如前几期所述。高磷血症——透析患者中很常见,导致甲状旁腺功能亢进及骨病的发展,并且也许在心血管疾病的发展和进展中扮演了病理角色。高血磷水平也许也导致了骨骼矿化受损、增加血管或其他组织钙化。由高血磷与其他因素引起的高 FGF23水平, 在动物模型中,已经表现出可以诱发左心室肥厚。

肾脏在人体中的作用实在是太重要了,一方面肾脏功能多样且强大,堪称“劳动模范”加“多面手”,二一方面,肾脏病早期往往没有什么特殊的临床症状,患了病的肾脏堪称“任劳任怨,无怨无悔,
默默无言两眼泪”。对于我们肾脏科医生来说,只有了解由慢性肾功能衰竭所并发的甲状旁腺功能亢进的前世今生、来龙去脉,只有您深深的理解与信服,才能认认真真的去做,使用好手中的武器。。。

首先看第一张图!

图中的图例标注颜色有错,绿色曲线应为PTH,紫色曲线应为1,25D, 敬请朋友们留意。
纵坐标,代表各标志物随时间改变的循环浓度。各标志物曲线用不同颜色标记,
红色:C-末端FGF23[RU/ml];
紫色: 1,25-二羟基维生素D[pg/ml];
绿色:PTH[pg/ml];
蓝色:磷[mg/dL]。
在慢性肾脏病矿物质代谢中, FGF23升高是最早期的改变(①,红色)。逐渐增加的 FGF23,造成 1,25-二羟基维生素D 初期下降(②,紫色),这减弱了对PTH的反馈抑制,导致继发性甲状旁腺功能亢进(③,绿色)。所有这些改变,很明显,都远远要早于临床所检测到的血清磷水平的升高(④,蓝色)

上图反应了,人体内就矿物质代谢相关的一些指标,在时间跨度上的一些变化,就如同我们观看历史画卷,历史人物在一个一个时间点上起起伏伏,“身世浮沉雨打萍”。那么,不禁要问,在某一个确定的时间点,他们又都发生了什么?是“九龙夺嫡”?还是“三国演义”?也就是说,这些物质是如果相互影响的呢?疾病是如何触发的?然后又如何发生发展的?那么请看下图:

当肾功能衰竭发生,潴留发展。磷潴留最终导致降低离子钙,离子钙降低,促进PTH释放,促进继发性甲旁亢的发展。磷潴留降低离子钙,可通过直接与钙结合,也可通过刺激骨细胞释放FGF23来减少骨化三醇合成。当然,在CKD患者中,骨化三醇浓度降低,也是继发于功能肾单位丢失、增加的FGF23浓度、磷潴留三者共同结果。磷潴留同样能直接刺激PTH基因表达、增加PTH合成,而独立于离子钙及骨化三醇水平。与之相对应的, FGF23水平升高,也许抑制了PTH分泌。

太复杂了!有木有!

一句话,肾脏病早期,就会出现潴留!而不是我们大家原本以为的那样。有功能的肾单位数量减少,导致, 被每一个肾单位过滤的磷负荷增加。在这样一个磷负荷增加情况下,人体试图帮助(肾脏)增加排泄这些多余的磷,继而人体内的各种指标一个一个的不断发生着、变化着。

好了,回到问题的原点,对于我们肾脏科医生面对患者时,肾脏病早期,医生就得要求患者控制含磷饮食;而对于已经透析的患者,加强透析以增加磷的清除;但单纯一次透析大约清除磷是约800mg,加之体内磷水平波动幅度较大,所以还得合理的使用
磷结合剂


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