Nella regolazione della omeostasi della fosforemia, negli ultimi anni, sono state indagate nuove e complesse interazioni fra cellule dell’osso e mediatori del metabolismo fosfo-calcico. In particolare, riveste sempre maggiore rilevanza clinica e scientifica l’asse FGF23-Klotho.

L’FGF23 (fibroblast growth factor 3) è una glicoproteina, appartenente alla classe delle fosfatonine, prodotta in sede intraossea dagli osteociti e dagli osteoblasti, la cui secrezione è stimolata da numerosi fattori esogeni ed endogeni: PTH, carico di fosforo alimentare, vitamina D attiva, deficit di Klotho, sistema renina-angiotensina-aldosterone, sideropenia, infiammazione e ipossia (1).

Azioni di FGF23

Le azioni renali di FGF23 (Klotho-dipendenti) sono ormai note e ben definite, in particolare a livello renale FGF23 ha la stessa azione del PTH sul riassorbimento tubulare (blocco del cotrasportatore sodio-fosforo IIa e IIc con conseguente effetto fosfaturico) e azione opposta al PTH sull’attivazione della vitamina D (inibisce l’attività della 1-alfa-idrossilasi renale e up-regola l’attività della 24-idrossilasi con ridotta sintesi della 1,25OHD3 e conseguente riduzione dell’assorbimento intestinale di fosforo attraverso il cotrasportatore sodio-fosforo IIb).
FGF23 stimola inoltre il riassorbimento di calcio e sodio nel tubulo contorto distale attraverso la up-regulation rispettivamente del canale del calcio (TRPV5) e del co-trasportatore sodio/cloro (NCC) e inibisce la secrezione di eritropoietina (1).
Alfa-Klotho è considerato un gene anti-invecchiamento (induce resistenza allo stress ossidativo nelle cellule vascolari endoteliali, nelle FMN della parete vasale e nelle cellule di polmone, fegato e cervello) e anti-cancro (inibisce il signaling di insulina/IGF-I e di Wnt-betacatenina), è espresso a livello di diverse cellule dell’organismo (cellule del tubulo renale, cellule paratiroidee, cellule del plesso coroideo) ed è un promotore/corecettore di membrana per l’interazione fra FGF23 e il suo recettore (1).

FGF23 e malattia renale cronica

Meno note sono le implicazioni fisiopatologiche di FGF23 nella malattia renale cronica: con il progressivo deterioramento della funzione glomerulare, alla ritenzione di fosforo corrisponde un aumento consensuale di FGF23 da parte dell’osso; già per valori di eGFR compresi tra 60 e 90 ml/min iniziano ad aumentare i livelli plasmatici di FGF23 (rialzo molto precoce con valori fino a 1000 volte nella malattia renale cronica avanzata), mentre la fosforemia, che rimane entro il range di normalità negli stadi iniziali della insufficienza renale, inizia ad aumentare in modo significativo solo per valori di eGFR <30 ml/min. Nella insufficienza renale cronica si rendono evidenti le azioni extra-renali di FGF23, che possono essere Klotho-dipendenti e/o Klotho indipendenti (azione recettoriale di FGF23 che non richiede la presenza del co-recettore di membrana) (2).

Gli effetti Klotho-indipendenti di FGF23 nella malattia renale cronica si esplicano a livello dei seguenti organi:

  • cuore, con ipertrofia dei miociti del ventricolo sinistro, in particolare FGF23 e angiotensina II stimolano un cross-talk pro-ipertrofico e pro-fibrotico tra miociti e fibroblasti del tessuto muscolare cardiaco;
  • fegato, con aumento della sintesi di citochine pro-infiammatorie (2).

Gli effetti Klotho-dipendenti e indipendenti di FGF23 nella malattia renale cronica si esplicano invece a livello dei seguenti organi:
sistema nervoso centrale, con deterioramento cognitivo, in particolare FGF23 determina un’alterazione della morfologia neuronale e della densità sinaptica a livello cerebrale;

  • sistema immunitario, con deterioramento delle difese, in particolare FGF23 determina un’inibizione della 1-alfa-idrossilasi nei monociti/macrofagi e un’inibizione del reclutamento/chemiotassi dei granulociti neutrofili;
  • sistema vascolare, con disfunzione endoteliale, aterosclerosi e calcificazioni vascolari, in particolare FGF23 è in grado di modulare in senso negativo il bilancio fra ossido nitrico e radicali liberi dell’ossigeno.

Le suddette azioni extra-renali di FGF23, insieme all’iper-fosforemia, rendono ragione dell’aumentata mortalità del paziente affetto da malattia renale avanzata, legata all’aumentata incidenza di complicanze metaboliche, immunitarie e soprattutto cardio-vascolari (2).

Da ultimo, è noto che da alfa-klotho di membrana, per clivaggio endoproteolitico del dominio extra-cellulare, si forma alfa-Klotho solubile circolante, che può essere a sua volta considerato un vero e proprio ormone con azione beta-glicosidasica, il cui recettore è rappresentato verosimilmente da monosialogangliosidi di membrana e il cui effetto biologico è rappresentato da una complessa e fine regolazione di canali/trasportatori ionici di membrana. In relazione alla omeostasi del fosforo, alfa-Klotho solubile circolante determina, al pari di FGF23, un’inibizione del co-trasportatore sodio-fosforo IIa quindi ha un effetto fosfaturico che è FGF23 e PTH-indipendente.
Alfa-Klotho solubile circolante esplica inoltre un effetto di cardio-protezione, mediato dalla down-regulation del canale cardiaco del calcio (TRPC6) che a sua volta media la genesi dell’ipertrofia cardiaca. Nella malattia renale cronica, già per valori di eGFR inferiori a 90 ml/min, si assiste a un progressivo decremento di alfa-Klotho circolante e il deficit di alfa-Klotho rappresenta in questo setting di pazienti un fattore di rischio per mortalità cardio-vascolare, indipendente dalla iperfosforemia e dagli elevati livelli di FGF23 (3).

Bibliografia

  1. Erben RG, Andrukhova O. FGF23-Klotho signaling axis in the kidney. Bone. 2017 Jul;100:62-68.
  2. Takashi Y, Fukumoto S. FGF23 beyond Phosphotropic Hormone. Trends Endocrinol Metab. 2018 Nov;29(11):755-767.
  3. Dalton GD, Xie J, An SW, Huang CL. New Insights into the Mechanism of Action of Soluble Klotho. Front Endocrinol (Lausanne). 2017 Nov 17;8:323.