Calcitonina

La calcitonina è un ormone costituito da un polipeptide di 32 aminoacidi che viene prodotto, negli esseri umani, dalle cellule parafollicolari della tiroide (note anche come cellule C, da clear, chiaro, per la loro scarsa colorabilità al microscopio ottico rispetto ai tireociti), dalle cellule K dell'epitelio respiratorio e in molti altri animali dal corpo ultimofaringeo (ghiandola associata all'ultima tasca faringea)^[1].

Pattern di espressione a RNA del gene CALCA^[2]

La principale funzione della calcitonina è l'abbassamento della concentrazione di calcio nel sangue (Ca²⁺), contrasta gli effetti dell'ormone paratiroideo paratormone (PTH)^[3]. Tale meccanismo di regolazione del calcio è stato riscontrato nei pesci, rettili, uccelli e mammiferi. A differenza degli studi sugli animali la sua importanza negli esseri umani non è stata ben definita, in quanto non è chiaro quanto sia rilevante la sua funzione nella regolazione dell'omeostasi del calcio normale rispetto ad altre molecole^[4].

L'ormone calcitonina agisce anche a livello renale, stimolando l'eliminazione tubulare di calcio. Veniva utilizzato nella terapia dell'osteoporosi e di altre patologie osteometaboliche. Il ruolo in queste patologie è stato però ampiamente rivalutato, a oggi infatti la calcitonina non ha nessuna indicazione terapeutica accertata. In recenti studi inoltre è stato osservato un aumento di incidenza di osteosarcoma in pazienti in pregressa terapia cronica con calcitonina.

Scoperta

La calcitonina è stata purificata nel 1962 da Coppola e Cheney^[5]. Inizialmente fu ritenuto che si trattasse di una secrezione delle ghiandole paratiroidi, in seguito fu identificata come la secrezione delle cellule C della tiroide^[6].

Biosintesi

La calcitonina, nell'uomo, viene codificata dal gene CALC1 o CALCA localizzato sul cromosoma 11 a 11p15 14.94-14.95 Mb tale gene codifica per la preprocalcitonina^[7]. Uno splicing alternativo del gene, che avviene in alcuni tessuti, può portare alla produzione di un secondo peptide, il CGRP (peptide correlato al gene calcitonina). Il CGRP, sebbene simile alla calcitonina nella sequenza N-terminale, differisce in quella C-terminale. Queste sono simili, dal punto di vista strutturale, all'amilina e all'adrenomedullina.

Struttura

La calcitonina è un ormone polipeptidico di 32 aminoacidi, con un peso molecolare di 3454,93 dalton. La sua struttura comprende un unico dominio alfa elica^[8]. A seguito di splicing alternativo dell'RNA che codifica per la calcitonina il peptide risultante sarà di 37 aminoacidi, chiamato peptide correlato al gene della calcitonina tipo beta (CGRP)^[9].

Sequenze amminoacidiche della calcitonina:

salmone: Cys-Ser-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Val-Leu-Gly-Lys-Leu-Ser-Gln-Glu-Leu-His-Lys-Leu-Gln-Thr-Tyr-Pro-Arg-Thr-Asn-Thr-Gly-Ser-Gly-Thr-Pro
umana: Cys-Gly-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Met-Leu-Gly-Thr-Tyr-Thr-Gln-Asp-Phe-Asn-Lys-Phe-His-Thr-Phe-Pro-Gln-Thr-Ala-Ile-Gly-Val-Gly-Ala-Pro

Fisiologia

La concentrazione fisiologica nel siero di sangue della calcitonina è lievemente inferiore a 10 pg/mL, tale ormone partecipa al metabolismo di calcio e fosforo. In molti modi, la calcitonina neutralizza gli effetti dell'ormone paratiroideo (PTH).

La regolazione della concentrazione della calcitonina nel sangue è definita a feed-back negativo, ovvero bassi livelli di calcio plasmatico inibiscono la secrezione dell'ormone; mentre gli alti livelli ne aumentano la secrezione.

Più specificamente, la calcitonina abbassa i livelli di calcio e fosforo nel sangue mediante:

Inibizione dell'assorbimento da parte dell'intestino del calcio introdotto con la dieta^[10].
Inibizione dell'attività degli osteoclasti di riassorbimento osseo e stimolazione della deposizione di calcio nelle ossa.^[11]
Inibizione del riassorbimento di fosfati dai tubuli renali^[12].
Incremento dell'escrezione renale di calcio e inibizione dell'attivazione della vitamina D^[12].

La secrezione di calcitonina viene stimolata da:

Un aumento nel siero sanguigno della concentrazione di calcio^[13].
Dall'azione della gastrina e della pentagastrina^[14].

Recettore per la calcitonina

Il recettore della calcitonina, viene espresso dagli osteoclasti^[15], dalle cellule del rene e da alcune regioni del cervello, tale recettore è costituito da un recettore associato a proteina G, la quale a sua volta è legato alla subunità alfa Gs della via metabolica dell'adenilato ciclasi, e quindi alla produzione di AMP ciclico (cAMP) nelle cellule bersaglio, cioè quelle che esprimono tale recettore. Esso può anche essere espresso a livello delle ovaie nelle donne e testicoli negli uomini.

Marcatore tumorale

Il carcinoma midollare è considerato un tumore non "della" tiroide ma "nella" tiroide. Esso infatti si origina dalle cellule parafollicolari o cellule C che producono l'ormone calcitonina. Il carcinoma midollare della tiroide, nell'essere umano, provoca una sovrapproduzione dell'ormone calcitonina; i casi in cui il dosaggio dei livelli nel sangue di calcitonina mostrino un incremento di tale ormone, quantità superiore a 10 pg/mL, vengono associati alla possibile insorgenza del carcinoma midollare della tiroide tuttavia livelli elevati di calcitonina possono riscontrarsi anche in gravidanza, dopo esercizio fisico intenso, in casi di etilismo non cronico, nei portatori di insufficienza renale cronica, di tiroidite cronica autoimmune, e nel 15% dei casi di tumori neuroendocrini.^[16]

Note

^ Costoff A, Sect. 5, Ch. 6: Anatomy, Structure, and Synthesis of Calcitonin (CT), in Endocrinology: hormonal control of calcium and phosphate, Medical College of Georgia. URL consultato il 7 agosto 2008 (archiviato dall'url originale il 5 settembre 2008).
^ Basto sul lavoro di: AI, Wiltshire T, Batalov S, et al, A gene atlas of the mouse and human protein-encoding transcriptomes, in Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 101, n. 16, 2004, pp. 6062–7, DOI:10.1073/pnas.0400782101, PMID 15075390.
^ Boron WF, Boulpaep EL, Endocrine system chapter, in Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approach, Elsevier/Saunders, 2004, ISBN 1-4160-2328-3.
^ Costoff A, Sect. 5, Ch. 6: Biological Actions of CT, su lib.mcg.edu, Medical College of Georgia. URL consultato il 7 agosto 2008 (archiviato dall'url originale il 5 luglio 2008).
^ Copp DH, Cheney B, Calcitonin-a hormone from the parathyroid which lowers the calcium-level of the blood, in Nature, vol. 193, n. 4813, gennaio 1962, pp. 381–2, DOI:10.1038/193381a0, PMID 13881213.
^ Hirsch PF, Gauthier GF, Munson PL, Thyroid hypocalcemic principle and recurrent laryngeal nerve injury as factors affecting the response to parathyroidectomy in rats, in Endocrinology, vol. 73, agosto 1963, pp. 244–252, DOI:10.1210/endo-73-2-244, PMID 14076205.
^ Sequenza.
^ PDB 2GLH 2GLH; Andreotti G, Méndez BL, Amodeo P, Morelli MA, Nakamuta H, Motta A, Structural determinants of salmon calcitonin bioactivity: the role of the Leu-based amphipathic alpha-helix, in J. Biol. Chem., vol. 281, n. 34, agosto 2006, pp. 24193–203, DOI:10.1074/jbc.M603528200, PMID 16766525.
^ calcitonin domain annotation, su SMART (a Simple Modular Architecture Research Tool), embl-heidelberg.de. URL consultato il 22 febbraio 2009.
^ Costoff A, Sect. 5, Ch. 6: Effects of CT on the Small Intestine, su lib.mcg.edu, Medical College of Georgia. URL consultato il 7 agosto 2008 (archiviato dall'url originale il 6 ottobre 2008).
^ Costoff A, Sect. 5, Ch. 6: Effects of CT on Bone, su lib.mcg.edu, Medical College of Georgia. URL consultato il 7 agosto 2008 (archiviato dall'url originale il 22 giugno 2008).
^ ^a ^b Carney SL, Calcitonin and human renal calcium and electrolyte transport, in Miner Electrolyte Metab, vol. 23, n. 1, 1997, pp. 43–7, PMID 9058369.
^ Linda S. Costanzo, BRS Physiology, Lippincott, Williams, & Wilkins, 2007, pp. 263, ISBN 978-0-7817-7311-9.
^ Erdogan MF, Gursoy A, Kulaksizoglu M, Long-term effects of elevated gastrin levels on calcitonin secretion, in J Endocrinol Invest., vol. 29, n. 9, ottobre 2006, pp. 771–775, PMID 17114906 (archiviato dall'url originale il 15 maggio 2016).
^ Nicholson GC, Moseley JM, Sexton PM, et al, Abundant calcitonin receptors in isolated rat osteoclasts. Biochemical and autoradiographic characterization, in J Clin Invest, vol. 78, n. 2, 1986, pp. 355–60, DOI:10.1172/JCI112584, PMC 423551, PMID 3016026.
^ Furio Pacini carcinoma midollare della tiroide endocrinologia oggi (archiviato dall'url originale il 25 febbraio 2009).

Bibliografia

MacIntyre I, Alevizaki M, Bevis PJ, Zaidi M, Calcitonin and the peptides from the calcitonin gene, in Clin. Orthop. Relat. Res., &na;, n. 217, 1987, pp. 45–55, DOI:10.1097/00003086-198704000-00007, PMID 3549095.
Di Angelantonio S, Giniatullin R, Costa V, et al., Modulation of neuronal nicotinic receptor function by the neuropeptides CGRP and substance P on autonomic nerve cells, in Br. J. Pharmacol., vol. 139, n. 6, 2004, pp. 1061–73, DOI:10.1038/sj.bjp.0705337, PMC 1573932, PMID 12871824.
Findlay DM, Sexton PM, Calcitonin, in Growth Factors, vol. 22, n. 4, 2005, pp. 217–24, DOI:10.1080/08977190410001728033, PMID 15621724.
Sponholz C, Sakr Y, Reinhart K, Brunkhorst F, Diagnostic value and prognostic implications of serum procalcitonin after cardiac surgery: a systematic review of the literature, in Critical care (London, England), vol. 10, n. 5, 2007, pp. R145, DOI:10.1186/cc5067, PMC 1751067, PMID 17038199.
Schneider HG, Lam QT, Procalcitonin for the clinical laboratory: a review, in Pathology, vol. 39, n. 4, 2007, pp. 383–90, DOI:10.1080/00313020701444564, PMID 17676478.

Voci correlate

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Collegamenti esterni

calcitonina, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
calcitonina, in Dizionario di medicina, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2010.
Espressione [1]
Calcitonina, su macromoleculeinsights.com.

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