Hormonas reguladoras de la homeostasis del calcio y su

14• Jornadas· 63-65, 2000
Hormonas reguladoras de la homeostasis del calcio
y su relación con el ejercicio físico
DR. E. NAVARRO GARCÍA 1 ; DRA. S. J. ALONS0 2 ; DR. R. NAVARRO GARCÍA 3 ; DR. M. ALMENARA
MARTÍNEZ3 ; DR. J. A. MEDINA HENRÍQUEZ3 ; DR. P. ERDOCIA EGUÍA 3
1
Profesor Titular de Farmacología, Departamento Farmacología, Facultad Medicina, Universidad de La Laguna.
Colaboradora de Investigación, Departamento Farmacología, Facultad Medicina, Universidad de La Laguna. Médico de Atención Primaria.
Centro de Salud Ofra-Miramar. Santa Cruz de Tenerife.
3
Departamento Hospital Universitario Insular U.L.P.G.C. Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología.
Introducción
El calcio y el fósforo son constituyentes esenciales del esqueleto y además
participan de funciones esenciales de la vida de todas las células del organismo. Casi todo el calcio del organismo se encuentra almacenado (99%) en el
esqueleto en forma de cristales parecidos a la hidroxiapatita. El resto está
repartido entre los dientes, tejidos blandos y líquido extracelular. Este calcio
cuando se le compara con el existente en los huesos, es una fracción muy
pequeña pero muy importante. Así, dicho calcio participa en la regulación de la
transmisión nerviosa, contracción de fibras lisas y estriadas, liberación de
mediadores o como segundo mensajero en la activación de reacciones enzimáticas (1).
El metabolismo del calcio está sujeto a una compleja regulación hormonal.
Dicha regulación debe asegurar el aporte de calcio para aumentar al hueso y la
homeostasia que garantice la estabilidad del calcio en el liquido extracelular e
intracelular. La calcemia está gobernada por tres hormonas fundamentales: La
hormona paratiroidea (PTH), el dihidroxicolicalciferol (1,25(0H)2D3) y la calcitonina (2).
El nivel de calcio regula directamente la velocidad de secreción de PTH y calcitonina e indirectamente la biosíntesis de 1,25(0H)2D3. La PTH y el metabolito
de la vitamina D3 controlan la principal fuente de entrada de calcio (el tubo
digestivo) y la salida (el riñón). La concentración de fosfato plasmático está en
razón inversa con la velocidad de hidroxilación de 25(0H)D3 en el riñón (3).
Los factores más importantes que influyen sobre la tasa de hormonas reguladoras del calcio y fósforo son: dieta, ejercicio físico, drogas (tabaco, alcohol,
cafeína) y medicamentos. La asociación de estos factores con diversas patologías podrá dar lugar a que el déficit de dichas hormonas deba ser restituido por
aportación exógena de las mismas, mediante un adecuado programa de actividad física o ambos conjuntamente (4).
El calcio
El calcio de la dieta se absorbe en un 30% en el duodeno y en menor cantidad en
el intestino delgado proximal. La absorción puede ser interferida por sustancias que
forman complejos insolubles (oxalatos o fosfatos). El fósforo, constituyente importante del esqueleto y que suele acompañar al calcio, se administra con la dieta, se
absorbe en un 90% en el yeyuno y la absorción es bloqueada por sustancias que
forman sales como el aluminio. La eliminación es por riñón y se equilibra con la
absorción. Se realiza por filtración y la mayor parte de estos iones es reabsorbida en
el túbulo proximal. La excreción de calcio y fósforo es regulada por la PTH y también por ei1,25(0H)2D3 (3).
Los beneficios de un ejercicio físico adecuado son múltiples: permite mantener el
calcio en los huesos, controla el peso, reduce la grasa corporal, disminuye los niveles de colesterol, aumenta la potencia muscular, mejora la forma física general y
previene ciertas enfermedades. Cuando la actividad física no es capaz de controlar
la tasa de calcio, es posible que se deba acudir a la administración de preparados de
dicho catión .
dez gástrica. d) Hidroxiapatita microcristalina en forma oral, se absorbe bien y es
bien tolerado (5).
Indicaciones clínicas
Hipocalcemia: Como consecuencia de enfermedades como osteomalacia e
hipoparatiroidismo. En la hipocalcemia grave se administra gluconato cálcico en
infusión lenta y en la moderada, preparados orales.
Osteoporosis: Se caracteriza por la pérdida de masa ósea hasta el punto que se
hace difícil el mantenimiento de la integridad del esqueleto. Si se pierde hueso trabecular, las fracturas se producen sobre todo en la columna vertebral denomina
osteoporosis tipo 1 y se da en la menopausia. Si se pierde hueso cortical, la fractura
típica es la de cadera denominándose osteoporosis tipo 11 y aparece sobre todo en la
vejez. La osteoporosis senil en general no requiere tratamiento farmacológico, sino
un buen aporte de calcio con la dieta (1500mg/ día) (6).
En la osteoporosis postmenopáusica los estrógenos constituyen los fármacos de
elección hasta los 60-65 años por lo cual su uso es restringido. Por lo tanto se acude
a calcitonina de forma intermitente 10 días al mes con dosis variables, o a difosfonatos que son eficaces a dosis bajas y de forma intermitente. El calcitriol se utiliza diariamente a dosis de 05-1 ~g/día . El flúor ha sido un fármaco muy utilizado en el tratamiento de la osteoporosis pero existen reservas en cuanto a su eficacia (1).
Parathormona
La PTH es un polipéptido de 84 aminoácidos de peso molecular 9500 y en la cual
toda la información necesaria para la actividad biológica se encuentra en los primeros 34 aminoácidos. La PTH se secreta, junto a otra molécula proteica la proteína
secretora paratiroidea (PSP), por las glándulas paratiroideas y juega un papel predominante en el mantenimiento de la calcemia. La secreción de PTH aumenta cuando
desciende la calcemia. La PTH eleva el calcio plasmático y de este modo se frena la
secreción de PTH. Otros reguladores de la PTH son el fosfato del plasma y el pH (7).
Acciones fisiológicas
La acción principal de la PTH es d8fender al organismo de la hipocalcemia y para
ello: libera calcio del hueso, conserva calcio en el riñón, aumenta la absorción de
calcio en el intestino y reduce los fosfatos en el plasma. En el hueso acelera la formación de osteoclastos y aumenta su actividad resortiva. La PTH regula la entrada y
salida de calcio en las células óseas.
A nivel renal, la PTH aumenta la reabsorción de calcio y magnesio en el tubulo
distal. Dicha hormona, en el riñón, activa directamente la 25(0H) - 1 alfa-hidroxilasa
que convierte el principal metabolito circulante de la vitamina D3, el 25-(0H)D3 en su
principal metabolito activo ei1,25(0H)2D3. Dicho metabolito va a actuar a nivel intestinal para facilitar la absorción de calcio y sobre el hueso para permitir la resorción
(6). Actualmente la PTH no posee uso terapéutico y aunque se utilizó para aumentar
la concentración plasmática de calcio, este efecto se consigue con mayor eficacia y
seguridad administrando este ión, vitamina Do ambos (8) .
Vitamina D
Preparados de calcio
a) Gluconato, glubionato y lactato de calcio: en forma oral y parenteral. No producen irritación gastrointestinal y por vía i.v. corrigen rápidamente la hipocalcemia.
b) Ascorbato, glicerosfosfato, fosfato cálcico. e) Carbonato cálcico: neutraliza la aci-
Es una sustancia denominada secoesteroide porque posee un anillo abierto y
. se considera un producto endógeno que cumple un papel hormonal a través de
metabolitos activos. La vitamina D juega un papel principal en la absorción del
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calcio y su incorporación al hueso. Para la mayoría de los adultos, la actividad
física en paseos por playas o parques da lugar a exposición al sol, que junto a
una alimentación adecuada son suficientes para atender las necesidades de vitamina D. Sin embargo pacientes de edad que se ven obligados a estar recluidos
en casa, no realizan ejercicio físico, ni se exponen al sol, pueden presentar síntomas de osteomalacia por déficit de vitamina D, necesitando un suplemento adicional de la misma, que deberá ser administrada en forma de ergocalciferol o
colecalciferol (7).
establece de forma aguda tras paratiroidectomia debe administrarse calcio ¡.v. y
a continuación de forma oral (calcitriol).
Osteodistrofia renal: Se produce cuando existe insuficiencia renal avanzada, ya que aparece retención de fósforo y déficit de síntesis de 1,25(0H)2D3.
Según la situación del enfermo se administra unos u otros análogos de vitamina
D. Así, en pacientes no dializados se administra calcitriol o alfacalcidiol.
Mientras que en los dializados el tratamiento es a base calcidiol al mismo tiempo que se soluciona el problema debido a la diálisis (9).
Ergocalciferol (Vitamina 02)
Colecalciferol (Vitamina 03)
Es una vitamina que se encuentra en los productos ovolácteos, aunque su
fuente más importante es la piel. Conocida como la forma animal de la vitamina
D, no es biologicamente activa, sino que requiere hidroxilación en posición 25
para convertirse en 25(0H)D3 en el microsoma hepático. Este sufre una nueva
hidroxilación en posición 1-alfa y se convierte en 1,25(0H)2D3, esta segunda
hidroxilación es estimulada por la PTH . El 1,25(0H) 2D3 en la actualidad es
considerado como la hormona natural de la vitamina D. Habrá deficiencia de
este metabolito en enfermos anéfricos o con insuficiencia renal grave ya que la
PTH es el principal factor estimulante de su síntesis en la célula renal tubular
Osteomalacia: Es una enfermedad que se caracteriza por un defecto de la
mineralización ósea. Cuando este trastorno ocurre en la infancia es conocido
como raquitismo. Se produce por un déficit de vitamina D o una depleción de
fosfatos y el tratamiento se basa en la administración de estas sustancias. La
osteomalacia carencial debe tratarse con dosis fisiológicas de vitamina D, mientras que la osteomalacia malabsortiva, puede tratarse con vitamina D por via
oral o ¡.p., pudiendo también utilizarse calcidiol o calcitriol.
Osteoporosis: Los resultados de la administración de calcitriol y sus análogos sobre el balance cálcico, densidad ósea e índices de fractura vertebral son
similares y sugieren que este grupo de compuestos es eficaz en el tratamiento
de pacientes con osteoporosis (9).
Calcitonina
(1 ).
Acciones fisiológicas y mecanismo de acción
El papel fisiológico de la vitamina D es el de mantener la homeostasia plasmática de calcio y favorecer la mineralización ósea, actuando sobre el intestino,
hueso, y riñón.
Intestino: Esta vitamina facilita la absorción de calcio y fosfato en el intestino por incremento de su transporte a través de células de la mucosa, siendo
esta la acción más importante. Este transporte implica a) entrada de calcio por el
borde en cepillo o membrana luminal de la célula, mediante transporte facilitado
y b) salida de calcio por la membrana basolateral contra gradiente electroquímico o transporte activo, gracias a una ATPasa calcio dependiente.
Hueso: En el hueso la ausencia de vitamina D, produce raquitismo y osteomalacia por desnuneralización y formación de osteoide y la presencia excesiva
provoca resorción ósea con hipercalcemia. Esto significa que las acciones de la
vitaminaDa nivel óseo pueden ser contrapuestas y muy complejas
·
Riñón: A nivel renal la vitamina D facilita la reabsorción de calcio y fosfato
debido a la reabsorción activa en el túbulo proximal. Se produce interacción
entre la vitamina D y la PTH ya qtJe el efecto neto de la PTH es aumentar el calcio y reducir el fosfato sérico, mientras que el de la vitamina Des elevar el calcio
y el fosfato (8).
Farmacocinética
La absorción de la vitamina Dy sus metabolitos tiene lugar en el intestino delgado, precisando de la presencia de sales biliares, acción que disminuye con la
edad. Se fija a una globulina alfa y la vida media es de 2-3 semanas y de seis
semanas en anéfricos. El exceso de vitamina Des almacenado en el tejido graso
y el metabolismo da lugar a gran número de metabolitos inactivos.
Reacciones adversas
Dosis excesivas de vitamina D producen un cuadro tóxico de hipervitaminosis
a menudo en niños, dependiendo también de las características individuales.
Los primeros síntomas se deben a la hipercalcemia que se origina, apareciendo
debilidad, cansancio, fatiga, náuseas y vóm itos. Por afectación renal poliuria,
polidipsia, nicturia y nefrocalcinosis (1 ).
Indicaciones clínicas
Hipoparatiroidismo: Cursa con hipocalcemia, hiperfosfatemia y niveles
bajos de 1,25(0H)2D3. El objetivo es mantener calcemias de 8.5-9.5 mg/100m1
pudiéndose utilizar vitamina D, o calcidiol. Cuando el hipoparatiroidismo se
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Se obtiene de las plantas por irradiación y a partir del ergosterol. Se absorbe
en el yeyuno y primera porción del íleon y se transforma en la 25-hidroxivitamina D2. En la especie humana su actividad es similar a la de la vitamina D3.
Es una hormona polipeptidica, de pequeño tamaño, compuesta de 32 aminoácidos y que se sintetiza en las células Cdel tiroides. Posee un puente disulfuro de
cisteína en posición 1-7 que esencial para su actividad. Su secreción depende de
la concentración de calcio en plasma. El aumento de calcio induce la síntesis y
liberación de calcitonina, mientras que la disminución de calcio la reduce. Varias
sustancias son capaces de estimular la adenilciclasa y liberar calcitonina: glucagón, prolactina, gastrina.
Se ha encontrado calcitonina en más 15 especies de mamíferos, aves, anfibios,
peces y organismos unicelulares. Se han aislado calcitoninas de ocho especies
en estado puro y se ha determinado la estructura de siete, habiéndose sintetizado
cinco. Las calcitoninas más potentes son las de salmón, anguila y la de pollo,
siendo la humana la que presenta menos potencia. Para uso terapéutico existen
cuatro formas que pueden ser administradas por vía parenteral o intranasal: porcina, humana, salmón y una modificación de la de anguila llamada elcatonina
(10).
Acciones fisiológicas
La acción fundamental se realiza en el hueso, donde inhibe el fenómeno de
resorción y por lo tanto reduce los niveles circulantes de calcio. La inhibición de
la resorción ósea se debe a la acción inhibidora sobre la actividad de los osteoclastos, existiendo actividad estimuladora de osteoblastos. El efecto hipocalcemiante se observa bien en niños por la alta velocidad de recambio y en la enfermedad de Paget. (10)
El ejercicio físico y paseos graduales en ancianos que sufren osteoporosis pueden ayudar a un mejor remodelamiento óseo, y por tanto, actuar sobre la tasa de
calcitonina. Además, los ejercicios en el agua aumentan la fuerza muscular, la
coordinación motora y la propia confianza, por lo que son más recomendables
que los ejercicios de tierra. Los programas de ejercicios deben diseñarse teniendo en cuenta las condiciones físicas de cada paciente y a ser posible en cooperación con un fisioterapeuta.(3, 11)
La acción de la calcitonina es inversa a la de la PTH, así previene y reduce la
resorción ósea estimulada por la PTH, tanto in vivo como in vitro. A dosis suprafisiológicas reduce la secreción de gastrina y el contenido ácido en el estómago y
facilita la secreción de iones y agua en el intestino delgado. Posee propiedades
analgésicas y anti-estrés. (12)
Farmacocinética
Como las características farmacocinéticas de las diversas calcitoninas son diferentes se toma como referencia la de salmón. Se administra por vía parenteral ya
que se inactiva en el estómago. La biodisponibilidad por vía i.m. y s.c. es alta y la
vida media es corta. También se absorbe por vía nasal pero hay que administrar
una dosis mayor por razones de biodisponibilidad (10).
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Hormonas reguladoras de la homeostasis del calcio y su relación con el ejercicio físico
Indicaciones clínicas
Enfermedad de Paget: Es una osteítis deformante que está caracterizada por
la excesiva resorción osteoclástica, con niveles elevados de fosfatasa alcalina
sérica y de hídroxiprolina urinaria. La calcitonina frena la resorción, mejora el
dolor y demás características clínicas. En caso de grave deformación ósea puede
ser necesario mantener la dosificación durante un año (10).
Hipercalcemias: La complicación potencialmente letal de la hipercalcemia
es el paro cardíaco en sistole, que amenaza sobre todo en la crisis hiercalcémica y las causas pueden ser muy variadas: hiperparatiroidismo, hipervitaminosis, enfermedades óseas que cursan con inmovilización. El tratamiento es la
rehidratación con suero salino y la administración del diurético furosemida que
inhibe la reabsorción de calcio en el segmento grueso del asa de Henle. Puede
añadirse calcitonina cuya acción hipocalcemiante se observa a las cuatro o seis
horas.
Osteoporosis, Dolor asociado a metástasis óseas: La tirocalciton ina
puede tener acción analgésica por sí sola, pero su máxima eficacia se alcanza en
dolores asociados a procesos metastásicos óseos (10, 12).
Algodistrofia de Sudeck: comprende un grupo de enfermedades caracterizadas por dolores, rigidez, alteraciones vasculares tumefacciones y una osteopenia localizada. El tratamiento de elección en la enfe rmedad de Sudeck en los primeros estadios, es una terapéutica con calcitonina. Sin embargo, son útiles todos
los ejercicios de movilización activos, debiendo recurrirse a todos los medios
posibles para alentar al paciente a la movilización normal de las extremidades
afectadas. También son valiosas las medidas físicas para impedir la tumefacción
y los dolores. Por otra parte, estas medidas no pueden sustituir a los ejercicios de
movilización activos (12).
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Reacciones adversas
Las principales son las molestias gastrointestinales (náuseas, vómitos, diarreas). Trastornos vasculares como enrojecimiento de cara y manos. Las molestias
digestivas se previenen con benzamidas y el enrojecimiento con indometacina.
Se desarrollan anticuerpos pero la calcitonina de salmón mantiene la actividad
biológica (1, 10).