Kalcitonin je 32-aminokyselinový lineární polypeptidový hormon, který je produkován
u lidí primárně parafolikulárními buňkami (také známými jako C-buňky) štítné žlázy a u mnoha dalších zvířat v ultimobranchiálním těle. Působí na snížení hladiny vápníku v krvi (Ca2+), který působí proti účinkům parathormonu (PTH). Byl nalezen u ryb, plazů, ptáků a savců. Jeho význam u lidí nebyl tak dobře prokázán jako jeho význam u jiných zvířat, protože jeho funkce obvykle není významná při regulaci normální homeostázy vápníku.
Kalcitonin vzniká proteolytickým štěpením většího prepropeptidu, který je produktem CALC1 genu (CALCA). CALC1 gen patří do nadrodiny příbuzných prekurzorů proteinových hormonů včetně ostrůvkového amyloidního prekurzorového proteinu, kalcitoninového genově příbuzného peptidu a prekurzoru adrenomedullinu.
Hormon se podílí na metabolismu vápníku (Ca2+) a fosforu. V mnoha ohledech působí kalcitonin proti parathormonu (PTH).
Abychom byli konkrétní, kalcitonin ovlivňuje hladinu Ca2+ v krvi čtyřmi způsoby:
Sekrece kalcitoninu je stimulována:
Jeho činnost v širším smyslu je:
Receptor kalcitoninu, který se nachází primárně na osteoklastech, je receptor spřažený s G proteinem, který je spřažen Gs na adenylycyklázu a tím na tvorbu cAMP v cílových buňkách. Ovlivňuje také vaječníky u žen a varlata u mužů.
Kalcitonin byl očištěn v roce 1962 Coppem a Cheneym. I když byl zpočátku považován za sekreci příštítných tělísek, později byl identifikován jako sekrece C-buněk štítné žlázy.
Lososí kalcitonin se používá k léčbě:
Následující informace jsou z UK Electronic Medicines Compendium
Všeobecné vlastnosti účinné látky
Lososí kalcitonin se rychle vstřebává a vylučuje. Maximálních plazmatických koncentrací je dosaženo během první hodiny po podání.
Studie na zvířatech prokázaly, že kalcitonin je po parenterálním podání primárně metabolizován proteolýzou v ledvinách. Metabolity postrádají specifickou biologickou aktivitu kalcitoninu. Biologická dostupnost po subkutánní a intramuskulární injekci u člověka je vysoká a podobná pro obě cesty podání (71 %, respektive 66 %).
Kalcitonin má krátké poločasy absorpce a eliminace 10-15 minut, respektive 50-80 minut. Lososí kalcitonin je primárně a téměř výhradně degradován v ledvinách a tvoří farmakologicky neaktivní fragmenty molekuly. Proto je metabolická clearance mnohem nižší u pacientů s terminálním selháním ledvin než u zdravých subjektů. Klinický význam tohoto nálezu však není znám. Vazba na plazmatické bílkoviny je 30% až 40%.
Charakteristiky u pacientů
Existuje vztah mezi subkutánní dávkou kalcitoninu a vrcholovými plazmatickými koncentracemi. Po parenterálním podání 100 IU kalcitoninu leží vrcholové plazmatické koncentrace mezi asi 200 a 400 pg/ml. Vyšší hladiny v krvi mohou být spojeny se zvýšeným výskytem nauzey a zvracení.
Konvenční studie dlouhodobé toxicity, reprodukce, mutagenity a karcinogenity byly provedeny na laboratorních zvířatech. Lososí kalcitonin postrádá embryotoxický, teratogenní a mutagenní potenciál.
U potkanů, kterým byl podáván syntetický lososí kalcitonin po dobu 1 roku, byl hlášen zvýšený výskyt adenomů hypofýzy. To je považováno za druhově specifický účinek a nemá to žádný klinický význam. Lososí kalcitonin neprochází placentární bariérou.
U zvířat v laktaci, kterým byl podáván kalcitonin, bylo pozorováno potlačení tvorby mléka. Kalcitonin je vylučován do mléka.
Farmaceutická výroba
Kalcitonin byl extrahován z Ultimobranchiálních žláz (štítné žlázy) ryb, zejména lososů. Lososí kalcitonin se podobá lidskému kalcitoninu, ale je aktivnější. V současnosti se vyrábí buď technologií rekombinantní DNA, nebo chemickou syntézou peptidů. Farmakologické vlastnosti syntetických a rekombinantních peptidů byly prokázány jako kvalitativně a kvantitativně ekvivalentní.
Kalcitonin lze terapeuticky použít k léčbě hyperkalcemie nebo osteoporózy.
Perorální kalcitonin může mít chondroprotektivní roli při osteoartróze (OA) podle údajů u potkanů prezentovaných v prosinci 2005 na 10. světovém kongresu organizace Osteoartróza Research Society International (OARSI) v Bostonu ve státě Massachusetts. Ačkoli je kalcitonin známým antiresorpčním činidlem, jeho chorobu modifikující účinky na chondrocyty a metabolismus chrupavky nebyly dosud dobře stanoveny.
Tato nová studie však může pomoci vysvětlit, jak kalcitonin ovlivňuje osteoartrózu. „Kalcitonin působí jak přímo na osteoklasty, což má za následek inhibici kostní resorpce a následný útlum subchondrálního kostního obratu, tak přímo na chondrocyty, zmírňuje degradaci chrupavky a stimuluje tvorbu chrupavky,“ říká výzkumník Morten Karsdal, MSC, PhD, z oddělení farmakologie Nordic Bioscience v dánském Herlevu. „Proto může být kalcitonin budoucím účinným lékem pro OA.“
Podkožní injekce kalcitoninu u pacientů trpících mánií vedly k významnému poklesu podrážděnosti, euforie a hyperaktivity, a proto je kalcitonin příslibem léčby bipolární poruchy. Žádné další práce na této potenciální aplikaci kalcitoninu však nebyly hlášeny.
Diagnosticky jej lze použít jako nádorový marker pro určitou formu karcinomu štítné žlázy (medulární adenokarcinom štítné žlázy), při kterém mohou být přítomny vysoké hladiny kalcitoninu a zvýšené hladiny po operaci mohou indikovat recidivu. Lze jej použít i na bioptické vzorky z podezřelých lézí (např. zduřelé lymfatické uzliny), aby se zjistilo, zda se jedná o metastázy původního karcinomu.
Kalcitonin je polypeptidový hormon 32 aminokyselin s molekulovou hmotností 3454,93 daltonů. Jeho struktura se skládá z jediné alfa šroubovice. Alternativním spletením genu kódujícího kalcitonin vzniká vzdáleně příbuzný peptid 37 aminokyselin, nazývaný kalcitoninový genově příbuzný peptid (CGRP), beta typ.
Níže jsou uvedeny sekvence aminokyselin lososa a lidského kalcitoninu:
Ve srovnání s lososím kalcitoninem se lidský kalcitonin liší 16 zbytky.
GnRH · TRH · Dopamin · CRH · GHRH/Somatostatin · Melanin Koncentrační hormon
α (FSH FSHB, LH LHB, TSH TSHB, CGA) · Prolaktin · POMC (CLIP, ACTH, MSH, Endorfiny, Lipotropin) · GH
Adrenální kůra: aldosteron · kortizol · DHEA Adrenální medula: epinefrin · noradrenalin
Štítná žláza: hormon štítné žlázy (T3 a T4) · kalcitonin Paratyroid: PTH
Testis: testosteron · AMH · inhibin
Vaječník: estradiol · progesteron · activin a inhibin · relaxin (těhotenství)
Placenta: hCG · HPL · estrogen · progesteron
Slinivka: glukagon · inzulín · amylin · somatostatin · pankreatický polypeptid
Thymus: Thymosin (Thymosin α1, Thymosin beta) · Thymopoetin · Thymulin
Trávicí systém: Žaludek: gastrin · ghrelin · Duodenum: CCK · Incretiny (GIP, GLP-1) · sekretin · motilin · VIP · Ileum: enteroglukagon ·peptid YY · Játra/jiné: Inzulínu podobný růstový faktor (IGF-1, IGF-2)
Adipózová tkáň: leptin · adiponektin · resistin
Ledviny: JGA (renin) · peritubulární buňky (EPO) · kalcitriol · prostaglandin
Srdce: Natriuretický peptid (ANP, BNP)
noco (d)/cong/tumr, sysi/epon
proc, lék (A10/H1/H2/H3/H5)
Cílové NGF, BDNF, NT-3
Somatostatin – CRH – GnRH – GHRH – Orexiny – TRH – POMC (ACTH, MSH, Lipotropin)
Cholecystokinin – polypeptid inhibující žaludeční funkce – Gastrin – Motilin – Sekretin – Vazoaktivní střevní peptid
Vasopressin – Calcitonin –
Angiotenzin – Bombesin/Neuromedin B – Kalcitonin gen-related peptid – Karnosin – Delta peptid navozující spánek – FMRFamid – Galanin – Gastrin uvolňující peptid – Kininy (Bradykinin, Tachykininy ) – Neuromedin (B, N, U) – Neuropeptid Y – Neurophysiny – Neurotensin – Opioid peptid – Pankreatický polypeptid – Pituitary adenylate cyclase activating peptide
Alanin · Aspartát · Cykloserin · DMG · GABA · Glutamát · Glycin · Hypotaurin · Kyselina kynurnová (Transtorin) · NAAG (Kyselina spaglumová) · NMG (Sarkosin) · Serin · Taurin · TMG (Betain)
2-AG · 2-AGE (Noladin ether) · AEA (Anandamid) · NADA · OAE (Virodhamin) · Oleodhamid ·PEA (Palmitoylethanolamid) ·RVD-Hpα ·Hp (Hemopressin)
Oxid uhelnatý · Sirovodík · Oxid dusnatý · Oxid dusnatý
Dopamin · Epinefrin (Adrenalin) · Melatonin · NAS (Normelatonin) · Norepinefrin (Noradrenalin) · Serotonin (5-HT)
Adenosin · ADP · AMP · ATP
3-ITA · 5-MeO-DMT · Bufotenin · DMT · NMT · Chobotamin · Fenethylamin · Synefrin · Thyronamin · Tryptamin · Tyramin
1,4-BD · Acetylcholin · GBL · GHB · Histamin
anat(h/r/t/c/b/l/s/a)/phys(r)/devp/prot/nttr/nttm/ntrp
noco/auto/cong/tumr, sysi/epon, injr