Sur le plan histologique, le parenchyme parathyroïdien est organisé en cordons ou en amas compacts de cellules épithéliales, séparés par un stroma conjonctif riche en capillaires fenêtrés et en adipocytes dont la proportion augmente avec l'âge. On distingue deux types cellulaires principaux. Les cellules principales, de loin les plus nombreuses, sont des éléments polyédriques au cytoplasme faiblement éosinophile ou clair, contenant des grains de sécrétion de parathormone. Ce sont elles qui synthétisent et libèrent l'hormone parathyroïdienne de manière constitutive et régulée. Les cellules oxyphiles, plus grandes, à cytoplasme fortement acidophile et granuleux, apparaissent au moment de la puberté et leur rôle fonctionnel reste encore mal compris, même si l'on pense qu'elles pourraient représenter une forme de réserve ou de transition des cellules principales, capable dans certaines circonstances pathologiques de sécréter à leur tour de la parathormone. Des cellules adipeuses et quelques cellules claires dispersées complètent le tableau.

L'unique produit hormonal des parathyroïdes est la parathormone, un polypeptide de 84 acides aminés synthétisé sous la forme d'un précurseur, la pré-pro-PTH, rapidement clivé en pro-PTH puis en hormone mature dans les granules sécrétoires. Sa demi-vie plasmatique est brève, de l'ordre de deux à cinq minutes, et son catabolisme s'effectue principalement dans le foie et le rein, générant des fragments aminoterminaux biologiquement actifs et des fragments carboxyterminaux inactifs utilisés en clinique pour le dosage. La sécrétion est finement contrôlée par la concentration extracellulaire de calcium ionisé, détectée par un récepteur membranaire couplé aux protéines G, le calcium-sensing receptor. Une diminution même minime du calcium ionisé stimule instantanément l'exocytose des granules de PTH, tandis qu'une élévation l'inhibe. Le magnésium module également cette sécrétion : une hypomagnésémie sévère la freine, alors qu'une hypermagnésémie modérée l'atténue.

L'action de la parathormone s'exerce sur trois cibles principales – l'os, le rein et l'intestin – afin d'élever la calcémie et, simultanément, d'abaisser la phosphatémie. Au niveau du tissu osseux, la PTH se fixe sur les récepteurs PTH1R des ostéoblastes et des cellules bordantes, ce qui stimule indirectement l'activité des ostéoclastes via le système RANK/RANKL, entraînant une résorption de la matrice minéralisée et la libération de calcium et de phosphate dans la circulation. Une exposition chronique excessive conduit à une perte osseuse corticale, tandis qu'une stimulation intermittente peut avoir un effet anabolique sur l'os trabéculaire. Au niveau rénal, l'hormone augmente la réabsorption tubulaire distale de calcium tout en inhibant la réabsorption proximale de phosphate, provoquant une phosphaturie et une baisse de la phosphatémie. Elle active également la 1-alpha-hydroxylase rénale, enzyme clé qui transforme le 25-hydroxycholécalciférol en calcitriol, la forme active de la vitamine D. Par cette conversion, elle accroît indirectement l'absorption intestinale du calcium et du phosphate, potentialisant ainsi son effet hypercalcémiant. La PTH stimule aussi, à un moindre degré, la réabsorption intestinale directe du calcium. Ces mécanismes concertés maintiennent l'homéostasie phosphocalcique dans des limites extrêmement étroites.

L'intégration de ces boucles régulatrices fait intervenir le calcitriol, qui exerce un rétrocontrôle négatif direct sur la transcription du gène de la PTH et sur la prolifération des cellules parathyroïdiennes, de même que le FGF23 sécrété par les ostéocytes en réponse à une charge phosphate élevée, qui freine la production de PTH et de calcitriol. Le rôle de la calcitonine thyroïdienne chez l'être humain adulte est modeste en physiologie courante mais peut devenir significatif dans certaines situations pathologiques. L'équilibre final dépend donc d'un dialogue permanent entre la calciémie, la phosphatémie, la PTH, la vitamine D et le FGF23.

Les dérèglements de cette homéostasie expliquent les principales affections parathyroïdiennes. L'hyperparathyroïdie primaire, souvent liée à un adénome unique, une hyperplasie diffuse ou plus rarement un carcinome, entraîne une hypercalcémie par sécrétion autonome de PTH. Elle se traduit classiquement par une atteinte osseuse (ostéite fibrokystique), des lithiases rénales, des troubles digestifs, neuropsychiques et cardiovasculaires, bien que les formes frustes découvertes fortuitement dominent aujourd'hui. L'hyperparathyroïdie secondaire se développe de façon réactionnelle lors d'une hypocalcémie ou d'un déficit en vitamine D prolongés, comme dans l'insuffisance rénale chronique où la rétention de phosphate, le défaut de calcitriol et l'hypocalcémie stimulent chroniquement les glandes, aboutissant à une hyperplasie polyclonale puis nodulaire autonome dans les formes tertiaires. À l'inverse, l'hypoparathyroïdie, le plus souvent post-chirurgicale après thyroïdectomie, mais aussi d'origine auto-immune, génétique (syndrome de DiGeorge), ou liée à une hypomagnésémie, conduit à une hypocalcémie profonde et une hyperphosphatémie. Les manifestations cliniques sont dominées par l'hyperexcitabilité neuromusculaire, allant des paresthésies et des crampes aux spasmes carpopédaux, au laryngospasme et aux crises convulsives. Un tableau particulier est la pseudo-hypoparathyroïdie, due à une résistance périphérique à la PTH et caractérisée par une hypocalcémie contrastant avec des taux élevés de PTH circulante.

L'exploration des parathyroïdes repose sur le dosage de la PTH intacte couplé à la calcémie, la phosphatémie, la magnésémie, la calcitonine, la 25-OH-vitamine D et la calciurie des 24 heures. L'imagerie cervicale, échographique en première intention, permet de localiser un adénome, complétée par la scintigraphie au sestamibi marqué au technétium 99m ou par un scanner cervico-médiastinal en cas de persistance d'une hyperparathyroïdie. La prise en charge thérapeutique des adénomes repose sur l'exérèse chirurgicale mini-invasive, guidée par un repérage peropératoire du taux de PTH. Les hyperplasies secondaires bénéficient d'une régulation médicamenteuse associant chélateurs du phosphate, dérivés actifs de la vitamine D et calcimimétiques comme le cinacalcet, qui sensibilisent le récepteur du calcium à la calcémie. L'hypoparathyroïdie impose une supplémentation en calcium et en vitamine D active, ainsi qu'une surveillance étroite, le risque d'hypercalciurie et de néphrocalcinose étant constant. Ces éléments font des glandes parathyroïdes un acteur incontournable du métabolisme minéral osseux, alliant une remarquable capacité d'adaptation rapide à une pathologie riche et souvent insidieuse.