Advanced

Calcium Homeostasis After Thyroid Surgery

Lindblom, Pia LU (2002)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Under evolutionens gång har ett komplext system utvecklats för att hålla blodets kalkhalt konstant. Bisköldkörtelhormonet intar här en central roll. Sänkning av blodets kalkhalt ger upphov till ökad bisköldkörtelhormonsekretion. Bisköldkörtelhormonet påverkar njurar och skelett så att mer kalk återförs till blodbanan. Bisköldkörtelhormonet stimulerar också njurarna till att producera aktivt D-vitamin vilket i sin tur ökar kalkupptaget från tarmen. Samtidigt med att kalkupptag från tarm och skelett ökar, så ökar även upptag av fosfat. En för hög fosfatnivå förhindras genom att bisköldkörtelhormonet stimulerar njurarna till ökad fosfatutsöndring.



Människan har normalt 4... (More)
Popular Abstract in Swedish

Under evolutionens gång har ett komplext system utvecklats för att hålla blodets kalkhalt konstant. Bisköldkörtelhormonet intar här en central roll. Sänkning av blodets kalkhalt ger upphov till ökad bisköldkörtelhormonsekretion. Bisköldkörtelhormonet påverkar njurar och skelett så att mer kalk återförs till blodbanan. Bisköldkörtelhormonet stimulerar också njurarna till att producera aktivt D-vitamin vilket i sin tur ökar kalkupptaget från tarmen. Samtidigt med att kalkupptag från tarm och skelett ökar, så ökar även upptag av fosfat. En för hög fosfatnivå förhindras genom att bisköldkörtelhormonet stimulerar njurarna till ökad fosfatutsöndring.



Människan har normalt 4 bisköldkörtlar, 2 på vardera sköldkörtelhalvas baksida. Blodförsörjningen till sköldkörtel och bisköldkörtlar är gemensam, och kommer via grenar från hals- och stora kroppspulsådern. Då sköldkörteln opereras bort så delas dessa kärlgrenar. Detta görs så nära sköldkörteln som möjligt för att skona kärlförsörjningen till bisköldkörtlarna. Vanligtvis är detta lätt att åstadkomma vid halvsidig operation av normalstor sköldkörtel. Tidiga studier kunde visa att två normala bisköldkörtlar var tillfyllest för att upprätthålla en normal blodkalknivå. Trots att minst två bisköldkörtlar är orörda efter halvsidig sköldkörteloperation så är en övergående kalksänkning mer regel än undantag. Då de flesta studier visat en oförändrad bisköldkörtelhormonnivå efter sköldkörteloperation, har man ifrågasatt om kalksänkningen verkligen beror på bisköldkörtelhormonbrist. Istället har man föreslagit att den skulle kunna bero på en utspädning av blodets kalkhalt. Hos de patienter som opereras för giftstruma så har kalkupptag till skelettet ansetts vara en bidragande orsak. Hos cirka 1 % av de som genomgått dubbelsidig sköldkörteloperation ser man kvarstående låg kalkhalt och bisköldkörtelhormonnivå efter ett år. Detta inträffar däremot aldrig efter det att halva sköldkörteln opererats bort. Man har dock funnit att det aktiva D-vitaminet minskar och att fosfatnivån ökar efter halvsidig sköldkörteloperation. Denna konstellation skulle kunna tala för bisköldkörtelhormonbrist. Detta avhandlingsarbete har syftat till att klargöra vilka mekanismer som är involverade i den övergående kalksänkning som man vanligtvis ser efter sköldkörteloperation, samt att fastställa huruvida mindre sköldkörtelingrepp påverkar kalkomsättningen på längre sikt.



Arbete I. En övergående sänkning av blodets kalkhalt är vanligt förekommande efter operation på sköldkörteln. Det är oklart om denna sänkning beror på bisköldkörtelhormonbrist. I detta arbete analyserade vi serumkalk och bisköldkörtelhormon på patienter före respektive 1, 7 och 30 dagar efter sköldkörteloperation. Samma prover kontrollerades på patienter som genomgått gallblåseoperation med titthålsteknik. Serumkalk minskade övergående efter båda typerna av operation. Bisköldkörtelhormon ändrades ej. Det var dock anmärkningsvärt att bisköldkörtelhormonet tenderade att minska efter sköldkörteloperation och att öka efter gallblåseoperation. Stimulerad bisköldkörtelsekretion undersöktes på de patienter som genomgått sköldkörteloperation med EDTA-belastning. EDTA blandades i en koksaltlösning och gavs som en kontinuerlig infusion under 90 minuter. EDTA-infusion ger en sänkning av serum kalk vilket stimulerar bisköldkörtlarnas sekretion. Efter sköldkörteloperation minskade den stimulerade bisköldkörtelsekretionen tillfälligt. Arbetet visar att en övergående kalksänkning ej är unik för sköldkörteloperationer utan inträffar även efter annan typ av kirurgi. Dock är kalksänkningen efter sköldkörteloperation mer uttalad och längre kvarstående och förenad med en övergående minskning av bisköldkörtlarnas hormonsekretion.



Arbete II. Uppgifter om huruvida mindre sköldkörteloperation påverkar kalkomsättningen på längre sikt är sparsamma. Man har tidigare funnit att det aktiva D-vitaminet minskar och att fosfat ökar ett år efter det att halva sköldkörteln opererats bort. Denna konstellation skulle kunna bero på bisköldkörtelhormonbrist. I arbete II analyserades serumkalk, bisköldkörtelhormon, fosfat och D-vitamin före och 1 år efter det att halva sköldkörteln opererats bort. Dessutom undersöktes patienterna med EDTA- och kalkbelastning för att åstadkomma en kurva över bisköldkörtlarnas sekretion vid varierande kalknivåer. Belastningskurvan är S-formad och från den kan man utläsa högsta och minsta möjliga bisköldkörtelhormonsekretion, samt hur nära bisköldkörtlarna arbetar sin högsta kapacitet under vilobetingelser. Man kan också utläsa bisköldkörtlarnas känslighet för kalk. Blodets kalkhalt och aktiva D-vitaminnivå minskade ett år efter sköldkörteloperation. Bisköldkörtlarnas hormonsekretion var under vilobetingelser oförändrad. Den högsta, den minsta, samt den totala bisköldkörtelhormonsekretionen var oförändrad. Däremot fann vi att den S-formade kurvan tenderade att ha blivit vänsterförskjuten. Detta innebär att sänkt kalk och D-vitaminnivå efter halvsidig sköldkörteloperation ej beror på bisköldkörtelhormonbrist. Istället antyder resultaten att bisköldkörtlarnas känslighet för kalk kan ha ändrats alternativt att skelettets och njurarnas förmåga att svara på bisköldkörtelhormonstimulering har minskat.



Arbete III. Det är välkänt att höga sköldkörtelhormonnivåer minskar skelettets bentäthet. I detta arbete undersökte vi om sänkt halt av sköldkörtelhormon påverkar skelettets benomsättning och blodets kalknivå efter sköldkörteloperation. Sköldkörtelhormon, bentäthet, biokemiska markörer för ben- och kalkomsättning analyserades på 45 patienter före och 1 år efter det att halva sköldkörteln opererats bort. Sköldkörtelhormon och blodets kalkhalt minskade, aktivt D-vitamin tenderade att minska och fosfat att öka. Däremot ändrades inte bisköldkörtelhormonnivån. Den biokemiska markören för benförlust minskade. Bentätheten var oförändrad på de flesta mätställena. I lårbenshalsen sjönk bentätheten men detta gällde bara för de kvinnor som passerat menopaus. För att närmare studera sköldkörtelhormonernas inverkan på skelett och benomsättning så delades patienterna in i tre grupper med olika sköldkörtelhormonnivåer. Det framkom då att enbart patientgrupper med sänkt halt av sköldkörtelhormon hade en minskning av blodets kalkhalt. Den grupp som hade störst kalksänkning hade den största minskningen av sköldkörtelhormon och en samtidig minskning av den biokemiska markören för benförlust. Dessa resultat visar att blodets kalkhalt är sänkt ett år efter halvsidig operation på sköldkörteln. Sänkningen beror ej på bisköldkörtelhormonbrist. Istället talar resultaten för att en minskning av sköldkörtelhormonernas inverkan på skelettets benomsättning är av betydelse.



Arbete IV. Bisköldkörtelhormonets förmåga att öka blodets kalkhalt från skelett och njurar minskar då sköldkörtelhormonerna är låga. I detta arbete använde vi syntetiskt bisköldkörtelhormon för att undersöka om den lindriga sänkningen av sköldkörtelhormonerna efter halvsidig sköldkörteloperation skulle kunna förklara en sänkt kalknivå. Vid stimulering med bisköldkörtelhormon förväntas blodets kalk och aktiva D-vitaminnivå, samt urinutsöndringen av fosfat och n-cAMP att öka. cAMP är en signalsubstans som bildas i celler då dessa aktiveras av hormon via cellytereceptorer. När utsöndringen av cAMP i urinen korrigeras för tillskottet från blod, svarar resten, dvs. n-cAMP mot bisköldkörtelhormonaktiviteten i kroppen. Patienter belastades med syntetiskt bisköldkörtelhormon under 6 timmar före respektive 3 månader efter operation. Belastning med syntetiskt bisköldkörtelhormon under 6 timmar resulterade i en ökning av kalk och aktivt D-vitamin i blodet, samt en ökning av fosfat och av n-cAMP utsöndring i urinen. Den stimulerade ökningen av dessa parametrar var lika stor före som 3 månader efter operation. Med denna modell fann vi inte någon förändring av bisköldkörtelhormonets förmåga att påverka skelett och njurar 3 månader efter det att halva sköldkörteln opererats bort.



Arbete V. För att patienter som opereras på båda sköldkörtelhalvorna skall kunna skrivas ut från sjukhuset dagen efter operation, bör man med hög tillförlitlighet kunna påvisa risk för symptomgivande låg kalkhalt. Vanligtvis kontrolleras serumkalk dagligen efter dubbelsidig sköldkörteloperation. Då kalknivån åter visar på en uppåtstigande trend anses risken för symptomgivande lågt kalk såsom liten. Vissa kliniker förlitar sig på att ett kalkvärde under 2.00 mmol/L på morgonen efter operation, kan förutsäga risken för symptomgivande lågt blodkalk. Detta test har en relativt låg tillförlitlighet och fångar ej upp de patienter som får svåra symptom under den första natten efter operation. I detta arbete analyserades bisköldkörtelhormon och andra tidigare föreslagna riskfaktorer för lågt blodkalk på 38 patienter som fått hela, eller näst intill hela sköldkörteln bortopererad. Lågt bisköldkörtelhormon då operation avslutades visade sig vara en faktor som enskilt kunde förklara en stor del av kalksänkningen. Patienter med låga kalkvärden efter operation hade lägre bisköldkörtelhormon jämfört med de patienter som inte hade låga kalkvärden. Säkerheten med vilken lågt bisköldkörtelhormon kunde förutsäga utveckling av låga kalkvärden skilde sig ej från tillförlitligheten hos ett kalkvärde mindre än 2.00 mmol/L morgonen efter operation. Lågt bisköldkörtelhormon då operation avslutades, identifierade samtliga patienter som fick så svåra symptom på lågt blodkalk att det krävdes kalktillförsel intravenöst. Arbetet visar därför att låg bisköldkörtelhormonnivå är den viktigaste orsaken till låg kalkhalt efter sköldkörteloperation. Låg bisköldkörtelhormonnivå då operation avslutas kan användas för att förutsäga vilka patienter som kommer att drabbas av låg kalkhalt efter sköldkörteloperation.



Sammanfattningsvis talar resultaten från dessa arbeten för - att tillfälligt sänkt bisköldkörtelhormonsekretion är den viktigaste orsaken till att blodkalknivån sjunker efter sköldkörteloperation, - att låg bisköldkörtelhormonnivå då operation avslutas kan användas för att identifiera patienter med ökad risk för symptomgivande låg blodkalkn (Less)
Abstract
Calcium homeostasis after thyroid surgery was studied during the immediate postoperative period and after one year. One day after hemithyroidectomy ionised calcium decreased whereas basal PTH did not change. EDTA stimulated maximal and total PTH secretion and set-point decreased on postoperative day 1 and normalised on day 7. One year after hemithyroidectomy (n=10) total calcium and 1.25(OH)2D3 decreased. EDTA and calcium infusion tests showed that maximal and total PTH secretion were unaltered. However, ionised calcium at maximal PTH secretion was reduced, the set-point slightly decreased and the ionised calcium/PTH relation curve left shifted. One year after hemithyroidectomy (n=45) ionised calcium decreased from 1.25±0.05 to 1.22±0.04... (More)
Calcium homeostasis after thyroid surgery was studied during the immediate postoperative period and after one year. One day after hemithyroidectomy ionised calcium decreased whereas basal PTH did not change. EDTA stimulated maximal and total PTH secretion and set-point decreased on postoperative day 1 and normalised on day 7. One year after hemithyroidectomy (n=10) total calcium and 1.25(OH)2D3 decreased. EDTA and calcium infusion tests showed that maximal and total PTH secretion were unaltered. However, ionised calcium at maximal PTH secretion was reduced, the set-point slightly decreased and the ionised calcium/PTH relation curve left shifted. One year after hemithyroidectomy (n=45) ionised calcium decreased from 1.25±0.05 to 1.22±0.04 mmol/L (p=0.001) despite an unaltered PTH level (2.8±1.0 vs. 3.1±1.5 pmol/L, p=0.50). The marker of bone resorption 1CTP decreased. A reduction in ionised calcium was seen only in groups with reduced FT4. An independent association was found between reduced ionised calcium and altered TSH and FT4 levels. The peripheral effects of PTH were studied by using a six hour hPTH-(1-34) infusion protocol. Induced changes in serum levels of ionised calcium and 1.25(OH)2D3 and in urinary excretion of phosphate and n-cAMP, were not altered by a slight reduction in thyroid hormones at 3 months after hemithyroidectomy. Intraoperative PTH, measured immediately after total or near-total thyroidectomy, showed an independent association with postoperatively reduced serum calcium levels. Intraoperative PTH was lower among patients who developed biochemical hypocalcemia (p<0.001). Low intraoperative PTH identified the patients who required calcium intravenously within 24 hours postoperatively and predicted biochemical hypocalcemia with a sensitivity and specificity of 90 % and 75 %, respectively.



In summary, reduced PTH secretion is the main determinant of transient hypocalcemia after thyroid surgery. Low intraoperative PTH is a feasible predictor of postoperative hypocalcemia. Even minor thyroid surgery, i.e. hemithyroidectomy has sustained effects on calcium homeostasis due to the influence of reduced thyroid hormones on bone remodelling. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Smeds, Staffan, Linköping, Sweden
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
PTH-peripheral effects, hPTH-(1-34) infusion, EDTA infusion, Set-point, Vitamin D3, PTH, Calcium, Thyroid surgery, Postoperative hypocalcemia, Bone density., Surgery, orthopaedics, traumatology, Kirurgi, ortopedi, traumatologi, Reduced thyroid hormones
pages
124 pages
publisher
Department of Surgery and Gastroenterology, Lund University Hospital, SE-221 85 Lund, Sweden
defense location
Lecture room 1, Central building, Lund University Hospital
defense date
2002-04-11 10:15
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/MESL--1106--SE
ISBN
91-628-5166-7
language
English
LU publication?
yes
id
a612c064-d2ad-49a8-99e6-273df3e70556 (old id 464451)
date added to LUP
2007-10-02 14:11:48
date last changed
2016-09-19 08:45:12
@phdthesis{a612c064-d2ad-49a8-99e6-273df3e70556,
  abstract     = {Calcium homeostasis after thyroid surgery was studied during the immediate postoperative period and after one year. One day after hemithyroidectomy ionised calcium decreased whereas basal PTH did not change. EDTA stimulated maximal and total PTH secretion and set-point decreased on postoperative day 1 and normalised on day 7. One year after hemithyroidectomy (n=10) total calcium and 1.25(OH)2D3 decreased. EDTA and calcium infusion tests showed that maximal and total PTH secretion were unaltered. However, ionised calcium at maximal PTH secretion was reduced, the set-point slightly decreased and the ionised calcium/PTH relation curve left shifted. One year after hemithyroidectomy (n=45) ionised calcium decreased from 1.25±0.05 to 1.22±0.04 mmol/L (p=0.001) despite an unaltered PTH level (2.8±1.0 vs. 3.1±1.5 pmol/L, p=0.50). The marker of bone resorption 1CTP decreased. A reduction in ionised calcium was seen only in groups with reduced FT4. An independent association was found between reduced ionised calcium and altered TSH and FT4 levels. The peripheral effects of PTH were studied by using a six hour hPTH-(1-34) infusion protocol. Induced changes in serum levels of ionised calcium and 1.25(OH)2D3 and in urinary excretion of phosphate and n-cAMP, were not altered by a slight reduction in thyroid hormones at 3 months after hemithyroidectomy. Intraoperative PTH, measured immediately after total or near-total thyroidectomy, showed an independent association with postoperatively reduced serum calcium levels. Intraoperative PTH was lower among patients who developed biochemical hypocalcemia (p&lt;0.001). Low intraoperative PTH identified the patients who required calcium intravenously within 24 hours postoperatively and predicted biochemical hypocalcemia with a sensitivity and specificity of 90 % and 75 %, respectively.<br/><br>
<br/><br>
In summary, reduced PTH secretion is the main determinant of transient hypocalcemia after thyroid surgery. Low intraoperative PTH is a feasible predictor of postoperative hypocalcemia. Even minor thyroid surgery, i.e. hemithyroidectomy has sustained effects on calcium homeostasis due to the influence of reduced thyroid hormones on bone remodelling.},
  author       = {Lindblom, Pia},
  isbn         = {91-628-5166-7},
  keyword      = {PTH-peripheral effects,hPTH-(1-34) infusion,EDTA infusion,Set-point,Vitamin D3,PTH,Calcium,Thyroid surgery,Postoperative hypocalcemia,Bone density.,Surgery,orthopaedics,traumatology,Kirurgi,ortopedi,traumatologi,Reduced thyroid hormones},
  language     = {eng},
  pages        = {124},
  publisher    = {Department of Surgery and Gastroenterology, Lund University Hospital, SE-221 85 Lund, Sweden},
  school       = {Lund University},
  title        = {Calcium Homeostasis After Thyroid Surgery},
  year         = {2002},
}