MAESTRIA USAL- IDIM, 2013. Dra Paula Rey FUNCIONES FISIOLOGICAS DEL CALCIO DEL FOSFORO Y DEL MAGNESIO • IONES ESENCIALES POR SU ROL EN LAS FUNCIONES FISIOLOGICAS • IMPORTANCIA DE SU REGULACION PARA LA CONSTANCIA DE SUS NIVELES PLAMATICOS • BALANCE NETO EN ARQUETIPO FISIOLOGICO DE UN ADULTO ES NEUTRO (INGRESOS=EGRESOS) Situaciones fisiológicas que requieren más ingresos y menos egresos: crecimiento, embarazo y lactancia • NIVELES PLASMATICOS • INGRESOS: DIETA (FUENTE EXOGENA) Y RESERVORIO (FUENTE ENDOGENA-ESQUELETO) • EGRESOS: HECES, ORINA, SUDOR FUNCIONES FISIOLOGICAS DEL CALCIO DEL FOSFORO Y DEL MAGNESIO • HORMONAS IMPLICADAS EN SU REGULACION PARATHORMONA, CALCITONINA Y CALCITRIOL • MODULADORES DE SU CONCENTRACION CORTISOL, GH, HORMONAS TIROIDEAS, INSULINA, ESTROGENOS, IGF-1 FOSFORO • ES UNO DE LOS COMPONENTES MAS ABUNDANTES DE TODOS LOS TEJIDOS (600-900 gramos en total) • MAYOR CONCENTRACIÓN EN HUESO Y DIENTES • 90% en esqueleto y dientes • 9% en LIC (tejidos) y 1% en LEC (plasma e intersticio) • EN PLASMA: 12 mg/% (8mg/% en formas orgánicas) Forma iónica (difusible) fósforo inorgánico como monohidrogeno divalente (POH=) y dihidrogenado monovalente (POH2-) Unido a proteínas (complejos orgánicos), fosfolípidoslipoproteínas. Unido a cationes Ca, Mg o Na, y aniones fosfatos (acido pirofosfórico o pirofosfato) FUNCIÓN DEL FOSFORO • IMPORTANTE EN FUNCIONES CELULARES Y EN LA MINERALIZACION OSEA • FUNCION ENERGETICA: CONCENTRACION DE ENERGIA (ATP) • FUNCION ESTRUCTURAL: AC. NUCLEICOS, HIDROXIAPATITA, FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA • REACCIONES ENZIMATICAS (GLICOLISIS) • FUNCION PROTEICA AFINIDAD DE HEMOGLOBINA (capacidad de transporte de O2 por la regulación de la síntesis del 2,3 difosfoglicerato) FOSFORO • INGRESO POR DIETA 1.5 g/dia (1.5-3 veces los requerimientos mínimos) Ingresa como P orgánico e inorgánico. El orgánico se degrada, salvo los fitatos • 70% de la ingesta es absorbido como P inogánico en el intestino delgado, yeyuno-íleon > duodeno • MECANISMO PRINCIPAL: absorción por difusión • 25 y 1,25 vitamina D participan en la absorción celular activa (la menor proporción de lo absorbido) FOSFORO • VITAMINA D y COTRANSPORTADOR DE SODIO/P en la membrana con ribete en cepillo, son los medios necesarios para ingresar P a la celula intestinal (transcripción de ARNm) luego es liberado con mecanismos pasivos por gradientes electroquímicos a través de carriers de membrana) • LA DEFICIENCIA DE VITAMINA D solo reduce en 15% la absorción de P y sobre todo por formarse sales de fosfato de calcio al no ser absorbido el calcio FOSFORO • DIFUSION POR ALTO CONTENIDO LUMINAL INTESTINAL Y BAJO Km DEL PROCESO DE TRANSPORTE PARACELULAR (AUN EN AYUNO) • SE ABSORBE MAS DE LOS REQUERIMIENTOS POR SER ALTA LA OFERTA DE LA DIETA AUN EN ESTADOS PATOLOGICOS • SU ABSORCION INTESTINAL ES MENOR SI HAY FORMACION DE SALES (calcio, aluminio, magnesio) y por envejecimiento celular FOSFORO • LA BILIS+JUGOS INTESTINALES Y PANCREATICOS contienen altas concentraciones de iones fosfatos contribuyendo al equilibrio entre ingesta y excreción fecal. • SU DEFICIENCIA es improbable por abundar en la dieta salvo condiciones de extrema hambruna o por administración de quelantes o pérdida renal • SU PRINCIPAL ORGANO REGULADOR ES EL RIÑON • HORMONAS QUE PARTICIPAN EN SU REGULACION: PTH, CALCITRIOL, CALCITONINA y FGF 23-KLOTHO • HUESO ES FUENTE DE RESERVA ANTE DEPRIVACIÓN SEVERA FOSFORO • El 80% de lo filtrado se reabsorbe en el túbulo proximal • Es dependiente de cotransportador de Na/P en la superficie apical de las células tubulares • Participan de su regulación renal PTH, calcitriol y FGF 23-Klotho • El osteocito produce FGF23 (hormona que funciona con el cofactor Klotho), que a nivel de TP inhibe cotransportador Na/P (fosfaturia) • FGF23 inhibe la 1alfaOHlasa renal con menor producción de calcitriol (1.25 diOHD3), menor absorción (GI) y reabsorción renal de fósforo. FOSFORO • BALANCE DE FOSFORO: sus niveles plamáticos se mantienen en un rango relativamente estrecho dependiente de lo absorbido a nivel GI y de lo excretado a nivel renal (demanda vs aporte) • REGULACION DE LA CONCENTRACION PLASMATICA CAMBIOS A LARGO Y A CORTO PLAZO (redistribución entre LEC-hueso-LIC) • MECANISMOS QUE REDISTRIBUYEN FOSFORO RAPIDAMENTE NIVELES ELEVADOS DE INSULINA Y O DE GLUCOSA ELEVACION DE CATECOLAMINAS CIRCULANTES ALCALOSIS RESPIRATORIA SITUACIONES DE ANABOLISMO Y PRODUCCION CELULAR REMINERALIZACION OSEA RAPIDA MAGNESIO • CONTENIDO CORPORAL TOTAL 25 GRAMOS • 4to catión más abundante y 2do intracelular (vertebrados) • 70% EN COMPLEJOS CON CA y P EN EL HUESO • 30% EN LEC y LIC (tejidos, glóbulo rojo, miocito) • EN PLASMA: 80% ionizado y difusible, 20% U a proteínas séricas (albúmina y globulinas), y en complejos con citrato y fosfato • Músculo mayor concentración de Mg que Ca, mientras que en plasma es mayor la concentración de Ca • LCR es mayor su concentración que en plasma FUNCION DEL MAGNESIO • • • • • • • • ES ESENCIAL COFACTOR DE CIENTOS DE PASOS METABOLICOS FORMACION DEL SUSTRATO (asas, kinasas y ciclasas) ACTIVADOR ALOSTERICO (LPL, 5N, fosfolipasa C, PPK, CPK, PROT G) CORRIENTES IONICAS ESTABILIZADOR DE MEMBRANA FOSFORILACION OXIDATIVA, GLICOLISIS, TRANSCRIPCION DE ADN, SINTESIS PROTEICA PROPIEDADES DE MEMBRANA (CANALES K, Ca, conducción neuronal) MAGNESIO • ABSORCION: INTESTINO DELGADO Y COLON • 45% DE LO INGERIDO, absorción activa (saturable) y pasiva (insaturable asegura absorción en dietas pobres) • A MAYOR CUOTA OFERTADA MENOR ABSORCION • MENOR ABSORCION ANTE FOSFATOS, ALCALIS Y GRASAS PRESENTES EN LA LUZ INTESTINAL • LA PARATHORMONA ESTIMULA AUMENTA SU ABSORCION INTESTINAL • EXCRECION INTESTINAL BALANCE ENTRE CIRCUITO ENTEROHEPATICO BILIS-JUGOS PANCREATICOS Y HECES MAGNESIO • EXCRECION RENAL 60-120 mg/dia • RIÑON ORGANO CLAVE EN SU REGULACION REABSORCION IMPORTANTE pasiva y activa dependiente de vitamina D • ALDOSTERONA estimula excreción de K y Mg para conservar Na • PTH, CALCITONINA, INSULINA, GLUCAGON, ADH estimulan la reabsorción de Mg en el asa gruesa ascendente de Henle • CORTICOIDES, PNA, ALDOSTERONA estimulan la excreción de Mg a nivel del Túbulo distal. MAGNESIO EN HUESO • 1/3 EN SUPERFICIE: ESTABILIZA AL CRISTAL Y PERMITE FACIL INTERCAMBIO (RESERVA DE Mg EXTRACELULAR) • RESTO FORMANDO PARTE DE LA ESTRUCTURA DEL CRISTAL DE HIDROXIAPATITA • INFLUENCIA LA FORMACION, SECRECION Y EL EFECTO EN EL TEJIDO OSEO DE HORMONAS QUE REGULAN LA HOMEOSTASIS DEL ESQUELETO • DIRECTA ACCION SOBRE FUNCION DE LAS CELULAS OSEAS Y EN LA FORMACION Y CRECIMIENTO DEL CRISTAL DE HIDROXIAPATITA • LA HIPOMAGNESEMIA DISMINUYE SECRECION Y ACCION DE PTH, ALTERA EL CRECIMIENTO OSEO Y LA FORMACION DEL CRISTAL, MENOR SINTESIS DE CALCITRIOL, RESISTENCIA A VITAMINA D, OSTEOPOROSIS MAGNESIO EN SANGRE • CONCENTRACION DESEABLE MAYOR A 2 mg/% Recomendaciones de ingesta diaria 150mg en niños, 300mg mujeres, 350mg varones, 400mg embarazo y lactancia. Dietas occidentales pobres en Mg (mayor prevalencia) • ALIMENTOS RICOS EN Mg: nueces, cereales, vegetales verdes y carnes CALCIO • 1100 gramos 99% en esqueleto 1% (11g de calcio no óseo) 10.1 gramos (91.8%) en LIC 900mg (8.2%) en LEC LIC calcio libre en citosol (reposo celular) 2do mensajero calcio secuestrado Retículo endoplásmico/mitocondrias unido a proteínas LEC 500 mg de calcio plasmático, resto Líquido intersticial Calcio plasmático 55% difusible libre/complejos (bicarbonato, citrato) 45% no difusible U a proteínas (albúmina) su ionización según ph plasmático es el calcio iónico (menor ph, acido, mayor ionización) CALCIO • Ingesta mínima 800mg/d • 30% se absorbe en duodeno y yeyuno • A mayor oferta en ese momento digestivo menor absorción • Es quelado por fitatos y oxalatos • Difusión simple paracelular (mecanismo no saturable, poca importancia) • Mecanismo activo transcelular regulado por vitamina D Acciones genómicas (síntesis de proteínas transportadoras) Acciones no genómicas CALCIO • • • • Riñón filtra el calcio plasmático no U a proteínas Calcio filtrado 10g/dia Reabsorción 98% del calcio filtrado 70% túbulo proximal intercelular por diferencias de concentración y potencial, transporte celular activo a través de ATPasa Mg dependiente con bomba Na/Ca • 20% Asa de Henle bomba Na/K con intercambio Ca/Na • 8% túbulo contorneado distal mecanismo activo sitio de mayor regulación hormonal • Excreción final 2% CALCIO • • • • Ajustes plasmáticos de calcemia con esqueleto Intercambio con hueso 500mg/dia Flujo bidireccional bajo regulación hormonal Hueso Protección de tejidos vitales Reservorio de calcio: Cristal hidroxiapatita estructura estable o esquelética Líquido intersticial menos estable e intercambiable (calcio pericélulas OB/OC disponible en los canalículos que es liberado por la resorción osteoclástica durante remodelado óseo FUNCION DEL CALCIO • • • • • • • 99% EN HUESO cristal de hidroxiapatita Ca10(OH)2 (POH4)6 ROL OSEO (estructural) FORMACION OSEA ROL DENTAL/MAXILARES (digestión) Niveles plasmáticos estrechos 8.5-10.5 mg/% FUNCIONES INTRA Y EXTRACELULARES CONTRACCION MUSCULAR (ESTRIADA Y CARDIACA) CASCADA DE COAGULACION, U CELULAR, INTEGRIDAD DE MEMBRANA (LEC) • TRANSMISION NEURONAL (sinapsis, transmisión de estímulos) • COFACTOR ENZIMATICO (deshidrogenasas mitocondriales, fosfolipasas y proteasas) • POTENCIALES DE MEMBRANA FUNCION DEL CALCIO • • • • • SEGUNDO MENSAJERO: METABOLISMO DEL GLUCOGENO SECRECION, MOVILIDAD Y PROLIFERACION CELULAR ENTRADA AL CITOPLASMA (CALMODULINA/TROPONINAS) *RESERVORIO INTRACELULAR (RETICULO ENDOPLASMICO) *INVAGINACION DE MEMBRANA (TUBULOS T EN MUSCULO ESTRIADO) *CANALES DE CALCIO VOLTAJE DEPENDIENTES (INTERIOR CELULAR NEGATIVO FAVORECE ENTRADA, GRADIENTE ELECTROQUIMICO) INTERCAMBIO Na-Ca (INGRESO RAPIDO DE CALCIO 10-100 VECES PUEDE ELEVARSE LA CONCENTRACION INTRACELULAR QUE EN REPOSO ES MENOR A LA CONCENTRACION DEL LEC) ATPasa CA DEPENDIENTE OBTIENE ENERGIA SACANDO CALCIO HIDROLIZA ATP FUNCION DEL CALCIO • NEURONAS: CANALES DE CALCIO ION SELECTIVO VOLTAJE DEPENDIENTE ENVIO DEL NEUROTRANSMISOR POR FUSION VESICULAR O VESICULAS SINAPTICAS • CALCIO Y AMP CICLICO UNION A PROTEINAS MUSCULARES TROPONINA C y CALMODULINA PARA CONTRACCION MUSCULAR • Secreción de insulina • Mediador de la vasoconstricción y vasorrelajación