活性维生素缺乏

CKD第2、3期病人可能存在维生素D抵抗和（或）相对性维生素D缺乏。随着肾功能的进一步下降即发生维生素D的绝对缺乏，当儿童GRF低于50ml／（min ·1．73m2）或成人GRF低于30ml／（min·1．73m2），血中1，25（OH）2D3水平下降。CKD第4、5期的病人由于维生素D受体数目（VDR）数量减少，导致维生素D抵抗。因此这些病人同时存在维生素D缺乏和抵抗。维生素D缺乏所带来的生物学效应是多方面的，表现为其靶器官（如甲状旁腺、骨、肠道、骨骼肌）的功能障碍，其他器官（如睾丸、心肌和胰腺）都有1，25（OH）2D3受体，肾衰竭时这些器官的功能障碍可能与维生素D代谢紊乱有关。

一、维生素D与PTH的相互调节作用

维生素D是骨代谢的重要调节激素之一，与PTH协同在维持血钙稳定中发挥重要作用。维生素D缺乏或抵抗为骨代谢紊乱的易发因素。

1．维生素D对骨代谢的调节 维生素D由胆固醇衍生而来，来自食物中（外源性）和皮肤光合作用转化（内源性）的维生素D需经肝、肾羟化转化成二羟基1，25（OH）2D3才具有生物活性，发挥对骨代谢的调节作用。

成骨细胞含丰富的1，25（OH）2D3受体，受1，25（OH）2D3刺激后可促进Ⅰ型胶原、ALP、BGP、IGF-I、TGF-β等的合成分泌，并促进类骨质矿化，因而明显促进骨形成。1，25（OH）2D3可促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞的分化增殖，增加成骨细胞数量。1，25（OH）2D3对破骨细胞分化成熟的促进作用是通过上调成骨细胞合成分泌的破骨细胞分化因子（RANKL），RANKL是破骨细胞前体进一步分化的必要诱导因子。此外，1，25（OH）2D3还可促进破骨细胞碳酸酐酶的活性，使泌酸功能增强，促进骨吸收。因此，1，25（OH）2D3具有明显的骨吸收生物活性，对骨吸收的活性为维生素D的1 000倍。同时1，25（OH）2D3还具有对骨吸收的明显抑制作用，其机制是通过间接（增加肠钙吸收）和直接（抑制甲状旁腺细胞增生和PTH合成）作用而减少PTH的分泌。生理剂量1，25（OH）2D3的主要效应是促进成骨形成和骨基质矿化。

2．1，25（OH）2D3对PTH分泌和甲状旁腺增生的调节作用 1，25（OH）2D3是机体调节PTH分泌和导致甲状旁腺增生的重要机制。1，25（OH）2D3和PTH之间具有相互调节作用，PTH可促进肾脏生成1，25（OH）2D3；而1，25（OH）2D3生成后又反馈抑制PTH的合成和分泌1，25（OH）2D3，除了可以直接抑制PTH的合成和分泌，还可促进肠道对钙的吸收，使钙调控点下移，通过血钙的间接作用抑制PTH合成分泌。同时甲状旁腺细胞上具有特异性的1，25（OH）2D3受体——VDR，1，25（OH）2D3可以使VDR数量增加，亲和力增加，加强对甲状旁腺细胞增殖作用及对PTH合成的抑制作用。

现有大量资料显示1，25（OH）2D3可能对甲状旁腺有直接作用。首先，1，25（OH）2D3在体内和体外都可以抑制甲状旁腺活性。其次，1，25（OH）2D3增加钙对甲状旁腺抑制作用的敏感度，1，25（OH）2D3的这种作用可以纠正CKD病人甲状旁腺钙调定点的异常偏移。最后，1，25（OH）2D3可以积累量依赖性抑制prepro-PTH信使RNA产生。因此，1，25（OH）2D3缺乏，甚至没有发生明显的低钙血症时即已启动继发性甲状旁腺功能亢进症，这在肾功能下降的犬模型上得到了证实。

二、CKD活性维生素D缺乏的原因

1．1，25（OH）2D3生成减少 肾是合成维生素D活性代谢产物1，25（OH）2D3的主要器官，维生素D经肝25-羟化酶羟化后，再经肾1α羟化酶作用生成1，25（OH）2D3。1α羟化酶位于近端肾小管上皮细胞线粒体内。慢性肾功能不全早期GFR下降至60ml／min时，1α羟化酶减少，1，25（OH）2D3的生成即受抑制。肾衰竭晚期随着功能性肾单位的毁损，1，25（OH）2D3的合成剧减。

2．VDR数目减少及敏感性降低 维生素D的作用通过其胞质VDR受体介导。VDR是存在于靶细胞膜上对维生素D代谢物具有高度亲和性和特异性的蛋白质，VDR的DNA结合位点是一个核受体，包括2个锌指样结构，其介导VDR与位于维生素D反应基因上游的调节启动因子（称VDR受体反应原件、VDRE）结合，于是维生素D-VDR复合物与VDRE的结合导致特异性mRNA的转录。VDR能决定靶细胞对1，25（OH）2D3的反应，此外VDR可能在抑制PTH合成和决定钙调定点中起重要作用。研究发现，慢性肾功能不全伴SHPT患者VDR的数目明显减少，1，25（OH）2D3本身对甲状旁腺细胞中VDR基因表达的上调作用也明显受损。除VDR数目改变外，还发现肾衰竭患者VDR活化后与靶基因上VDRE的亲和性明显下降；细胞核内RXR蛋白的合成显著减少，致使1，25（OH）2D3的基因调控作用减弱。此外，SHPT的特点为甲状旁腺细胞增生，而且多表现为结节性增生。结节性增生与弥漫性增生相比，VDR密度更低，对1，25（OH）2D3的反应性可能更差。有学者发现，尿毒症患者的超滤液有减少小肠VDR与DNA结合的作用，提示尿毒症时不仅干扰1，25（OH）2D3的合成和清除，还能影响VDR的合成、细胞核对1，25（OH）2D3-VDR复合体的摄取及其与VDRE的结合。

引起CKD时发生VDR数量的减少及敏感性降低的因素仍不清楚，但是可能原因有：①1，25（OH）2D3水平下降［低水平1，25（OH）2D3下调VDR的mRNA］；②SHPT［高水平PTH干扰1，25（OH）2D3诱导VDR上调］；③尿毒症毒素影响VDRs的mRNA稳定性，导致VDR蛋白表达下降。

3．1，25（OH）2D3抵抗 研究发现，血钙、磷和1，25（OH）2D3水平均正常的CKD患者同样有发生SHPT的可能，因此在CKD的早期阶段可能发生维生素D的绝对缺乏和维生素D抵抗。前已提及，随着肾功能下降，VDR的数量也下降，导致了维生素D抵抗的发生。CKD第4期的病人血中1，25（OH）2D3的水平非常低，透析病人通常测不出来。实验也证明，轻度肾功能不全大鼠尽管VDR正常，仍有SHPT的生化异常和组织学改变。说明此时机体对生理水平1，25（OH）2D3已有抵抗作用，PTH水平业已升高，当加入高于生理浓度1，25（OH）2D3时，可以抑制PTH分泌。王笑云等人报道，慢性肾功能不全SHPT患者甲状旁腺组织的VDR水平与甲状旁腺增殖细胞核抗原（PCNA）呈负相关，甲状旁腺腺体越大，VDR表达越少，越易抵抗。

4．磷潴留导致1，25（OH）2D3合成障碍 由于肾脏产生1，25（OH）2D3合成酶——1-α羟化酶的调节作用受磷稳态的影响，因此随肾功能下降而发生的磷潴留可能在1，25（OH）2D3合成障碍中起作用。在第2期的CKD病人中按肾功能程度限制食物摄入后，可使血1，25（OH）2D3水平明显提高，并有使靶器官对维生素D反应正常化的生物学证据。第2期CKD病人的限磷饮食与发生1，25（OH）2D3合成增加之间的机制还不明确。这个效应看起来不是通过血清磷的改变来介导的，因为成人并没有观察到血磷有显著变化。饮食磷对肾脏合成1，25（OH）2D3的影响可能是通过磷跨细胞膜外流变化和（或）通过肾皮质细胞内的无机磷的变化来实现的。对大鼠的实验研究也证明进行限磷饮食后，肾细胞内的无机磷水平下降。CKD病人的继发性甲状旁腺亢进症是继发于PTH基因表达增加和甲状旁腺细胞增生而导致的PTH合成和分泌增加。1，25（OH）2D3直接作用于PTH基因，使PTH转录和合成下降。低钙血症和低磷血症通过影响PTHmRNA的稳定性而分别增加或降低PTH基因表达，即低钙血症增加PTHmRNA的稳定性而导致PTH蛋白合成增多。相反，低磷血症降低PTHmRNA的稳定性，导致PTHmRNA降解增加、蛋白合成减少。因此，高钙和低磷血症通过转录后机制影响PTH的合成。

三、CKD维生素D代谢异常的作用

1．CKD病人存在相对或绝对的维生素D缺乏 K／DOQI引用的实验资料提示在CKD病人早期阶段（2期和3期）发生维生素D代谢改变，同时可伴有一种或多种维生素D代谢产物的缺乏，因为这些病人发生了对PTH升钙作用的骨抵抗。在轻度CKD病人（第2期和第3期）中发现存在维生素D靶器官功能完整性的失常，提示这些病人存在相对或绝对的维生素D缺乏。

2．维生素D缺乏导致PTH基因表达增加和甲状旁腺细胞增生 CKD的SHPT是继发于PTH基因表达增加和甲状旁腺细胞增生而导致的PTH合成和分泌增加。1，25（OH）2D3直接作用于PTH基因，使PTH转录和合成下降。低钙血症和低磷血症通过影响PTHmRNA的稳定性而分别增加或降低PTH基因表达，即低钙血症增加PTHmRNA的稳定性而导致PTH蛋白合成增多。相反，低磷血症降低PTHmRNA的稳定性，导致PTHmRNA降解增加、蛋白合成减少。因此高钙和低磷血症通过转录后机制影响PTH的合成。所以，绝对或相对1，25（OH）2D3缺乏可通过不依赖于低钙血症的其他途径，即对甲状旁腺的直接作用的途径介导甲状旁腺亢进症。

3．维生素D代谢异常是导致SHPT的主要原因 尽管目前还不了解增生的甲状旁腺对Ca2＋敏感性降低的确切机制，但是维生素D代谢异常［即1，25（OH）2D3和VDR减少］可能是导致肾衰竭时PTH异常分泌的原因之一。1，25（OH）2D3血清浓度是决定甲状旁腺对1，25（OH）2D3反应的一个重要因素。在慢性肾功能不全（CRF）时1，25（OH）2D3生成减少与失活加速，反馈抑制作用消失，PTH过度产生，导致发生SHPT。