Diapositiva 1 - Ignacio

Bioquímica Clínica y Patología Molecular Humana. lección 7
7. Metabolismo óseo (Calcio y fosfato). Hierro.
Descriptores: Metabolismo calcio y fosfato. Vitamina D. Remodelado óseo. Osteocalcina.
Osteoporosis. Metabolismo del Fe. Hemocromatosis. Porfiria. Tiempo/Calendario/Horas por alumno: 2
horas/7ªsemana/4
Bioquímica Clínica y Patología Molecular Humana. lección 7
Patologías por vías metabólicas: Calcio Fosfato y magnesio
Homeostasis electrolítica absorción, movilización y eliminación de calcio y fosfato están regulados por :
Hormona paratiroidea
Vit. D
calcitonina
Calcio: Catión mas abundante en el cuerpo: : 1-1,5 Kg, 37 moles Totales en el cuerpo
Hidroxiapatita: [Ca10(PO4)6(OH)2]n
Ca Libre ionizado sérico (1,15-1,35 mmol/L)
Ca intracelular (1 micromol/L)
Fosforo inorgánico y fosfatos: 600 g. 19 moles Totales en el cuerpo
Asociado al Ca en el Hueso (85%)
Fosfato sérico (>5,5 mg/dl)
A pH 7,4 H2PO4 (-) es 4 veces la de HPO4(2-)
Magnesio: 24 g. 1 mol Total cuerpo (aumentado en patologías)
Asociado al hueso
Mg sérico (0,8-1 mmol/L)
Estabiliza los DNA cofactor de 300 enzimas, papel neuromuscular
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Metabolismo del Calcio
Los órganos implicados son:
Depósito: hueso, transporte: plasma, absorción y excreción: riñón e intestino
Ítems:
Proceso de absorción dependiente de la edad
Circula en el plasma unido a proteínas
En el intestino se absorbe el 25-70% calcio ingerido
Metabolismo del fosfato
En el intestino se absorbe el 75% del Fosfato ingerido.
Circula por el plasma unido a proteínas y lípidos así como –en menor medida- en forma inorgánica
disuelto libremente.
Reguladores del Ca y PO4:
Paratirina:
Se secreta en las glándulas paratiroides como una hormona polipeptídica.
Se estimula su síntesis por bajos niveles de calcio.
Posee receptores en riñón y hueso, en este último, induce el incremento de AMPc (40% del AMPc
detectado en orina proviene de este estímulo por lo que se utiliza como marcador)
En riñón: induce la absorción tubular de Calcio y la excreción de fosfato.
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Vitamina D:
Metabolismo:
Se sintetiza a partir del 7-deshidrocolesterol
(queratinocitos de la piel) (también a partir en
la dieta desde el hígado a la yema de huevo.
Acciones:
Intestino: favorece la absorción de calcio y
fosfato.
Hueso: resorción ósea.
Riñón: reabsorción tubular del calcio.
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Calcitonina:
Sintetizado por las células C del tiroides, es un
péptido de 32 aa (1,2).
Se incrementa su síntesis en respuesta a niveles
altos de calcio: inhibiendo la resorción ósea.
Control integrado del calcio y fosfato sérico:
A baja concentración de calcio se estimula la
síntesis de paratirina que estimula la liberación
renal de 1,25-dihidrocolecalciferol. Como resultado
se estimula la resorción ósea (3,4,5).
El calcitriol absorbe calcio y PO4 en el intestino.
Cuando los valores de Calcio son altos, se inactiva
la vit D y la producción de paratirina decae (menor
resorción ósea y excreción renal de calcio)
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Magnesio
Metabolismo:
Depositado en mayor parte en el hueso. Importante componente de enzimas (ATPasas),
presente en Musculo cardiaco y esquelético e hígado.
La carencia de magnesio es regulada por paratirina que reabsorbe el magnesio en el riñón y
actúa estimulando la resorción ósea.
Colágeno tipo I:
Proteína más abundante del hueso. Dos cadenas alfa 1 y otra alfa2
Metabolismo:
Sintetizado como procolágeno por el osteoblasto, se modifica escindiendo los
extremos C y N terminales, pasando a formar las fibrillas de colágeno del hueso
(vida media: 100 días).
Los productos de degradación pasan a la sangre (hidroxiprolina, piridinolina y
desoxipiridinolina que son adecuados marcadeores de la integridad ósea.
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Remodelado Óseo
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MARCADORES BIOQUIMICOS DEL METABOLISMO OSEO
Los marcadores bioquímicos del metabolismo óseo son
La fosfatasa alcalina, la osteocalcina y el fragmento terminal del procolágeno tipo I (PICP)
los marcadores de reabsorción son
La hidroxiprolinuria y la fosfatasa ácida resistente a tartrato.
De los 11 marcadores bioquímicos más frecuentemente usados para medir la formación y
reabsorción óseas, 9 son proteínas de la matriz extracelular. Los marcadores de osteoformación son
productos de los osteoblastos que aparecen en diferentes estadíos de diferenciación.
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Alteraciones del metabolismo del calcio:
Hipercalcemia:
Altos niveles de Calcio sérico.
Hiperparatiroidismo (0,1% de la población) altos niveles de paratirina.
Tumores: metástasis Oseas, (osteoclastos activos).
Inmovilización: hospitalizados de larga duración.
Hipocalcemia:
Parestesia (hormigueo) calambres o contracciones musculares.
Hipoparatiroidismo: bajos niveles de paratirina.
Enfermedad renal conducente a una menor capacidad reabsorber calcio.
Deficiencia de calcitriol (poco aporte de Vit D en la dieta).
Pancreatitis aguda (asociado con la hipoalbulinemia).
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Patología ósea:
Osteoporosis:
Perdida de masa ósea frecuente en adultos y más en mujeres.
Descenso en la concentración de estrógenos, otros factores hormonales y ambientales.
Deterioro de la arquitectura ósea, aumenta la fragilidad.
La detección es con Absorciometría de rayos X del hueso.
Osteolmalacia y raquitismo:
Mineralización defectuosa del hueso, como en la
Enfermedad de Paget:
Alteración de la resorción ósea (actividad osteoclastica elevada) el reemplazo es
desorganizado pero la relación resorción/síntesis se mantiene constante.
Osteogénesis imperfecta:
(huesos frágiles o de cristal) una patología autosómica dominante en la secuencia del
colágeno tipo I, con huesos y tendones frágiles. 0,007% población. Afecta a la cadena alfa 1
del colágeno.
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Osteoporosis: rayos X de huesos
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Los diuréticos de asa
actúan sobre el
cotransportador Na+-K+2Cl-
Osteoporosis: Procesos implicados en la patología
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Patología molecular de la Osteogénesis imperfecta: diferentes formas que
afectan a la cadena α del colágeno tipo I
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Fármacos
Bifosfonatos:
Inhibidores de la actividad osteoclástica impidiendo la resorción ósea. (vida media 10 años)
Frecuentemente se emplean en patología (Paget), se añade Ca y Vit D en el tratamiento.
1- Análogos tóxicos del ATP (compuestos antiguos)
2- Inhibición de la Farnesil di-fosfato sintasa (alendronato (ALN) y el risedronato (RIS))
Raloxifeno:
Modulador selectivo del receptor estrogénico, actúa como agonista en el hueso aumentando su
densidad al mantener activa la estimulación estrogénica
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Determinaciones analíticas:
Calcio:
A partir de suero y plasma heparinizado.
Técnicas colorimétricas. En adultos los valores son:
2,1-2,5 mmol/L.
Fosfato:
En ayunas, suero sin hemolisis de eritrocitos.
Técnicas colorimétricas: reacción con el molibdato
que forma fosfomolibdato (cromógeno). En adultos:
0,9-1,5 mmoles/L.
Magnesio:
A aprtir de suero y plasma heparinizado.
Técnicas colorimétricas (cromógeno).
Marcadores:
Osteocalcina: Inmunoanálisis (ELISA)
Paratirina: Inmunoanálisis (ELISA) empleando
dos anticuerpos, 1º de captura (región
carboxiterminal), 2º de reconocimiento del aminoterminal con la molécula de detección unida.
los kits ELISA de 2ª y 3ª generación emplean
anticuerpos que reconocen la PHT intacta.
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Patologías por vías metabólicas: Oligoelementos
Elementos esenciales gr /kg
Elementos traza mg-µg/kg
Elementos ultra traza ng/kg
ESENCIALES: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio, fósforo, potasio, azufre, sodio, cloro, hierro
TRAZA: flúor, zinc, cobre, silicio, vanadio, estaño, selenio, manganeso, yodo, níquel, molibdeno, cromo y cobalto /orgánico: (vit. B12)
ULTRATRAZA: Yodo, molibdeno
Cobre: metalotioneina transportadora.
citocromo oxidasa (trastornos neurológicos de la síntesis de mielina
Ceruloplasmina y otras que forman el hemo (anemia)
En Fibrosis quística, Prematuros, Enfermedad de Menkes (Cr. X)
Cromo: metabolismo de Hidratos de carbono mediante fijación de la insulina
Flúor: dientes y huesos fluoroapatita (carencia: caries; exceso: calcificaciones
tendones, huesos frágiles, debilidad, anemia, dientes manchados)
Zinc (anhidrasa carbónica, RNA y DNA polimerasas, proteínas con dedos de zinc)
su papel es clave en células en rápida división, interés en cáncer.
Níquel, Silicio (matriz extracelular y hueso),
Vanadio (factores de crecimiento , peroxidasas del tiroides)
Manganeso, Molibdeno, Selenio, Boro,
Espectrofotometría Absorción
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Patologías por vías metabólicas: Vitaminas
Coenzimas de transporte electrónico (oxido reducción)
Coenzimas de transferencias de grupo
Hidrosolubles
Vitamina C (ácido ascórbico) >agente reductor en hidroxilaciones escorbuto
Vitamina. PP (Niacina ) NAD+ y NADP+ >gran número de enzimas alcohol deshidrogenasa
Vitamina B2 (Riboflavina) FMN, FAD succinato deshidrogenasa,>cadena transporte electrónico, anoxia (capilares)
Vitamina B1 (Tiamina) TPP musculo esquelético, cerebro >descarboxilación oxidativa del pirúvico (alcoholismo)
Vitamina. B6 ( Piridoxina) PLP mitocondrias >reacciones con aminoácidos, glucógeno, anticonceptivos, lesiones
cutáneas , poco crecimiento, convulsiones
Vitamina B3 (ác. pantoténico) coenzima A acido graso sintetasa> catabolismo grasas e hidratos carbono
Biotina carboxilasas: piruvato carboxilasa
Liposolubles
Vitamina A, beta carotenos ,esteres de retinol (antioxidante potente) >rodopsina sensible a la luz nocturna (Conos)
defectos del Sistema inmunitario
Vitamina D deshidrocolesterol (hormona) >metabolismo calcio y fosfato
Vitamina E tocoferoles lipoproteinas > antioxidante transferencia electrónica
Vitamina K hígado) >coagulación sanguínea
HPLC