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Ch07 ｜ 鈣、鎂與磷酸鹽運輸｜Transport of Calcium, Magnesium, and Phosphate
Key Takeaways · 重點摘要
- 腎小管對鈣、鎂、磷酸鹽的運輸受 PTH、1,25-dihydroxyvitamin D、FGF23、CaSR、性荷爾蒙、飲食與多種藥物調節；調節效果具有明顯腎節段特異性。
- 鈣在血中約 45% 為游離離子型、10%–15% 與陰離子形成複合物、40%–45% 與蛋白結合；成人游離鈣維持在 1.10–1.35 mM，總鈣約 2.2–2.6 mM。
- 鎂主要儲於骨與軟組織，血中約 55% 為游離離子型；成人血鎂約 0.75–0.96 mM，低鎂可造成神經肌肉興奮、抽搐、心律不整，且常合併次發性低血鈣。
- 磷酸鹽約 85% 儲於骨中 hydroxyapatite，血中多以 HPO4^2- 與 H2PO4^- 形式存在；成人血清磷酸鹽約 0.80–1.45 mmol/L。
- 過濾鈣約 65% 在近端小管再吸收、約 25% 在粗上行支再吸收、約 4%–8% 在遠端曲部再吸收；集尿管通常不構成主要鈣再吸收部位。
- 近端小管鈣再吸收以旁細胞路徑為主，與 sodium、水分再吸收及 solvent drag 密切相關；CLDN2 與 CLDN12 形成部分冗餘的陽離子通透孔。
- 鎂再吸收的主要腎節段是粗上行支，約 60%–65% 的濾過鎂在此透過旁細胞路徑再吸收；近端小管僅約 25%–30%，遠端曲小管約 5%–6%。
- 粗上行支中 NKCC2、ROMK、CLC-Kb/Barttin 與 Na+-K+-ATPase 建立管腔正電位，推動鈣與鎂透過 CLDN16/CLDN19 複合體旁細胞再吸收。
- CLDN16 或 CLDN19 致病變異造成 familial hypomagnesemia with hypercalciuria and nephrocalcinosis；CLDN10 變異造成 HELIX syndrome，呈現鹽流失、hypermagnesemia 與相對正常尿鎂排泄。
- 磷酸鹽幾乎全部在近端小管再吸收，核心轉運子是 SLC34A1/NaPi-2a 與 SLC34A3/NaPi-2c；轉運子在刷狀緣膜的表現與內吞決定磷酸鹽再吸收能力。
- SLC34A3 失活變異可造成 hereditary hypophosphatemic rickets with hypercalciuria；SLC34A1 失活變異可造成 idiopathic infantile hypercalcemia，並有腎性磷酸鹽流失與低磷酸鹽血症。
- 遠端曲部以跨細胞路徑回收鈣與鎂：鈣由 TRPV5 進入細胞、經 calbindin-D28K 緩衝與轉運，再由 NCX1/PMCA4 排出；鎂主要與 TRPM6 及多個 DCT 基因網路相關。
- PTH 的整體腎效應是保鈣、排磷：在粗上行支與遠端曲部增加鈣再吸收，在近端小管使 SLC34A1/SLC34A3 內吞並降低磷酸鹽再吸收。
- 1,25-dihydroxyvitamin D 強化腸道鈣、磷酸鹽吸收，並在腎臟促進遠端曲部鈣轉運機制的表現；其對腎鎂與腎磷酸鹽轉運的影響較複雜。
- FGF23 由 osteocytes 與 osteoblasts 分泌，降低近端小管磷酸鹽再吸收、抑制 1,25-dihydroxyvitamin D 生成，並可透過 klotho 相關機制促進遠端腎元鈣再吸收。
- CaSR 在粗上行支調節鈣與鎂排泄；高鈣或 calcimimetic 可增加 CLDN14，CLDN14 阻斷 CLDN16/CLDN19 相關二價陽離子通透，導致尿鈣與尿鎂排泄增加。
- Loop diuretics 破壞粗上行支管腔正電位而造成尿鈣、尿鎂流失；thiazide 類藥物降低尿鈣，但長期或 Gitelman syndrome 可造成腎性鎂流失。
- Gentamicin、cisplatin、EGFR-targeted therapy、calcineurin inhibitors、proton pump inhibitors 與 metabolic acidosis 均可改變鈣、鎂或磷酸鹽平衡；機轉分別涉及遠端轉運、近端小管傷害、TRPM6/EGF 軸、TRPV5/TRPM6 表現、腸道鎂吸收或骨緩衝與小管抑制。