regulación del metabolismo calcio fosfórico

OBJETIVOS
• Conocer e Interpretar la regulación del Metabolismo
Fosfo-Calcico
• Conocer los factores NO HORMONALES que pueden
modificar la concentración de Ca2+ en el LEC.
•
Aprender las acciones de la Hormona Antidiuretica (ADH) o
Vasopresina
BLANCE DEL CALCIO
- 99%: hidroxiapatita en el hueso
- 1%: en el LEC y Tejidos Blandos.
Dieta
1000 mg
Absorción
Intestinal
300 mg
Intestino
Calcio
Circulante
Pérdidas en
Jugos Digestivos
125 mg
10.000 mg
9.825 mg
Pérdida
fecal
Riñón
875 mg
Heces
125 mg
ORINA
500 mg
Hueso
500 mg
CELULAS
LIC (0,9%)
Transporte
Activo
PTH
VITD
HECES
Gradiente
electroquímico
Calcitonina
Ca2+
Circulante
LEC (0,1%)
Filtración
Pasiva
PTH
VITD
PTH +
Calcitonina -
ORINA
(99%)
Funciones Fisiológicas del Calcio
Conducción nerviosa.
Contractilidad muscular.
Mecanismo de secreción y acción de diversas hormonas y enzimas citosólicas.
Permeabilidad de membranas.
Proceso de la coagulación.
Proceso de mineralización del hueso.
CALCIO PLASMATICO: Distribución
Fosfato, Citrato,
Lactato, Bicarbonato
Formando
Complejos
Calcio Unido
a Proteínas
90%- ALB
10%- GLOB
1.0 mmo/l
pH
ALBp
Calcio Ionico
(difusible)
1.2 mmo/l
ALB
Calcio Fosfato, Citrato, Lactato, Bicarbonato
Formando
Complejos
CALCIO IONICO
5%
4,25 – 5.25 mg%
GLO
Calcio Unido
a Proteinas
45%
Calcio Ionico
(difusible)
50%
pH: 7,40 +/- 0,02
ALB(plasma): 3,5 – 5,2 g/l
CALCIO TOTAL: Ca++ + Ca(Prot) + Ca(Compl) = 8,5 – 10,5 mg%:
Fosforo Serico
ligado a
Proteínas
10%
Libre
90%
FOSFORO PLASMATICO
2,5 – 5,6 mg%
VALORES DE REFERENCIA
CALCIO PLASMATICO TOTAL: 8,5 – 10,5 mg%
CALCIO IONICO: 4,25 – 5.25 mg%
ALBUMINA: 3,5 – 5.2 g/l
SODIO PLASMATICO: 135 – 145 mEq/l
FOSFORO PLASMATICO: 2,5 – 5,6 mg%
CONTROL DEL Ca2+
HORMONAL
• PTH
• VIT D
• TIROCALCITONINA
NO HORMONAL
• pH
• ALBUMINEMIA
• NATREMIA
E
F
E
C
T
O
ASOCIACIÓN H+ - Ca2+
 [H+]  ↓ pH
Ca2+
Ca2+
H+
Ca2+
Ca2+
H+
H+
H+
Ca2+
H+
H+
Ca2+
H+
H+
  [Ca2+] por desplazamiento
Ca2+
H+
Ca2+
H+
Ca2+
H+
Ca2+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Ca2+
H+
Ca2+
H+
H+
H+ H+ +H+ H+ + Ca2+
Ca2+ + H + H+ H+
H
H
H + H
Ca2+
Proteína
H+
H+ Ca2+ H+ H+ H+
+
+
+
+
H
H+
H+ H H Ca2+ + H
H+
H
H+
H+
Ca2+ H+
H+
H+ 2+
+
H
Ca
+
H
Ca2+
H+
+
H+
H+
H
2+
Ca
Ca2+
ACIDEMIA
ph
Ca2+
H+
+
+
H+ +
H+
Ca2+ H+ H H
H+
H+
H+
+
H
H
H+
H+
+
H
2+
+
H+
H+ Ca2+ H+ Ca
Ca2+ H
Ca2+ Ca2+ H+ Ca2+
H+
+
Proteína
H
2+ +
2+
+
+
H+ H+ Ca H Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ H+ Ca H Ca2+ + H
H
H+
2+
+
H+ H+ H+
Ca
H
H+
+
+
H
H
+
H
+
H
Ca2+
H+
H+
H+
H+
H+
Ca2+
2+
Ca
Ca2+
D
E
L
H+
H+
ESQUEMA SIMPLIFICADO
⇧ [H+]
⇩ Unión a la ALB
Mas H+ unido a la ALB
⇧ Ca++
PH: María del C.Gauna
E
F
E
C
T
O
ASOCIACIÓN H+ - Ca2+
H+
H+
Ca2+
Ca2+
H+
H+
H+
H+
2+
+
H+ Ca2+H+ Ca
Ca2+ H
Ca2+ + Ca2+ H+ Ca2+
Ca2+ 2+ + H+ H+ Proteína H
H+
2+ H+
Ca
H
Ca
+
2+
2+
+
2+
H
Ca
Ca H
Ca
H+
↓ [H+]   pH
H+
H+
H+
Ca2+
Ca2+
H+
H+
H+
H+
H+
Ca2+
 ↓ [Ca2+] por desplazamiento
H+
H+
H+
Ca2+
H+
H+
H+
H+
2+
2+
H+ H+2+Ca2+ H+Ca 2+Ca
Ca
Ca
H+ Ca2+ Ca2+Ca2+H+
H+
H
+ +
H
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Ca2+ Ca2+Ca2+ 2+
H+
Ca
Ca2+
2+
2+
Ca Ca +
H Ca2+
H+
H+
+
H
H+
+
H
H+
+
H
+
H
+
H
H+
H+
H+
2+
Ca
Proteína
H+
Ca2+
H+
H+
Ca2+
ALCALEMIA
ph
Ca2+
H+
Ca2+
Ca2+
D
E
L
Ca2+ H+
ESQUEMA SIMPLIFICADO
⇩ [H+]
Ca2+
⇧Unión a la ALB
Menos H+ unido a la ALB
⇩ Ca++
PH: María del C.Gauna
Efecto de la concentración plasmática de ALB y GLO
Albúmina: 3.5 – 5.2 g/l
Hipoalbuminemia
CaT Bajo – Ca2+Normal
La disminución de ALB en 1.0 g ocasiona una disminución de 0.8 mg CaT
Cada gr de
↓ de ALB
sumar 0.8 mg al CaT
Cada gr de
↑ de ALB
restar 0.8 mg al CaT
NATREMIA Y CALCIO
[Na2+]p: 135.0 – 145.0 mEq/l
HIPONATREMIA
≤ 120.0 meq/l
HIPERNATREMIA
≥ 155.0 meq/l
↑ del Calcio
Unido a
Proteínas
↓ del Calcio
Unido a
Proteínas
++
Ca
LA REGULACIÓN HORMONAL
DEL METABOLISMO FOSFOCÁLCICO
 Parathormona - PTH
 1,25 (OH)2D – vitamina D
 Tirocalcitonina




Hormona del Crecimiento
Tiroxina
Glucocorticoides
Esteroides Sexuales
VITAMINA D3
Ergocalciferol (Vitamin D2)
α-globulina específica: Síntesis Hepática
Fija: 25(HO)D y1,25(HO)2D
Se Hidroxila en C25
Forma circulante principal
cc: 25 ng/ml. Vm: 15 días
Se Hidroxila en C1
1α-hidroxilasa
1.25 dihidroxi-vitamina D3
Hormona Activa.
cc: 20-50 pg/ml. Vm: 15 hs
INTESTINO – RIÑON – HUESO
Efectos Biológicos de la 1.25(HO)2D
INTESTINO
HUESO
Absorción
de Ca2+ y Fosfato
Aumenta acción
Osteoclastos
(Resorción Ósea)
RIÑON
Absorción
de Ca2+ y Fosfato
Aumenta la Calcemia y Fosfatemia
Favorece mineralización del tejido Óseo
Regulación de la secreción de 1.25(HO)2D
* Hipocalcemia
* Hipofosfatemia
* Niveles de PTH (+)
Regulación de la formación de 1.25 (HO)2D
Ca, PO43-,Vit.D ↓
[Ca]p, [PO43-]p ↓
[Ca++]p ↓
↑ Resorción Ósea
↑ Reabsorción Tubular
PTH ↑
↑ Excreción Renal de
PO43-
1- α Hidroxilasa
↓ [PO43-] p
↑ 1.25 (HO)2D
↑ Reabsorción Intestinal Ca
PARATHORMONA
Glándula Tiroidea
Glándulas Paratiroideas
Parathormona (PTH)
Origen:
Glándula Paratiroideas
Naturaleza Química:
Péptido de 84 AA
Biosíntesis:
Producción continua
Escaso almacenamiento
Transporte en circulación:
Disuelta en plasma
Vida media:
< 20 min
Estimulo para su liberación:
↓ Ca2+Plasmático
Células o Tejidos diana:
Riñon – Hueso – Intestino
Receptor diana:
Un Rc de membrana actúa vía AMPc
Reacción tisular generalizada:
↑Ca2+Plasmático
Acción a nivel Celular:
↑Síntesis de Vit D
↑Reabsorción Renal de Ca2+
↑Reabsorcion ósea
Acción a nivel molecular:
Altera rápidamente el transporte de Ca2+
Inicia síntesis Proteica en Osteoclastos
Regulación:
Por retroalimentación negativa mediante el ↑Ca2+Plasmático
Otra:
Los osteoclastos CARECEN de Rc para la PTH. Regulado por
sustancia parácrinas inducidas por la PTH
La pro-PTH se sintetiza en el
retículo endoplásmico,
alcanza el aparato de Golgi
donde se produce la
conversión en PTH.
La PTH humana está
formada por una cadena
polipéptida de 84
aminoácidos.
La fracción NH2-terminal
(1 – 34) es esencial para
su actividad biológica.
PTH - FUNCIONES
Aumenta Reabsorción Tubular Renal de Ca2+
Aumenta: de 25(OH)D  1.25(OH)2D
PTH
Aumenta Excreción Renal de Fosfato
Potencia Absorción digestiva de Calcio
RECEPTOR SENSIBLE AL CALCIO (RSCa)
Cambios en el Ca2+ del LEC
son detectados por un Rc ligado a la proteína G
Que se expresa en:
• la membrana de las células paratiroideas
• en diversos segmentos del nefrón
• la médula ósea
• las mamas
• los osteoclastos y osteoblastos
• las células C tiroideas
• las células secretoras de gastrina en el estómago
• el intestino
• en algunas áreas cerebrales.
PÉPTIDO RELACIONADO CON LA PTH (PTHrp)
Activa los Rc. de PTH en las células renales y óseas
y
Aumenta el AMPc urinario y la producción renal de 1,25[OH]2D3.
Producido
• principalmente por las glándulas paratiroides fetales
• En los adultos, el PTHrp se produce tanto en las mamas como en la leche
Parece ser el estimulador más importante de la transferencia
materno-fetal de calcio
EFECTOS BIOLOGICOS DE PTH
Mantener Concentración Normal de Ca++
Resorción ósea
Formación de nuevo hueso
Reabsorción tubular del calcio
Reabsorción de fósforo a nivel del T. Proximal
Estimula a la enzima 1-α-hidroxilasa en el T. proximal.
Favorece la conversión de 25-OH-D en 1-25 (OH)2D
Estimulación de la absorción intestinal de calcio y fósforo
La PTH mantiene la Homeostasis del Calcio en parte estimulando
la Osteoclastogénesis
La unión del Receptor (RANK) al
ligando (RANKL) estimula el
desarrollo de osteoclastos y la
activación de los mismos.
Receptor
RANK
Precursor
Osteoclasto
Las células precursoras de
osteoclastos producen una
proteína receptora de
superficie (RANK)
Los osteoblastos
producen el
ligando para este
receptor, conocido
como RANKL
Ligando
RANK-L
Osteoblasto
OPG
Los Osteoblastos producen la osteoprotegerina
(OPG), que interfiere con la capacidad de RANKL
para unirse a RANK.
Osteoclasto
Maduro
La PTH mantiene la Homeostasis del Calcio en parte estimulando
la Osteoclastogénesis
PTH
+
−
Osteoblasto
Precursor
Osteoclasto
+
Osteoclasto
Maduro
CATEPSINA K
La resorción ósea empieza cuando el osteoclasto se fija a la matriz ósea.
La matriz ósea contiene tanto
componente inorgánico (cristales de fosfato de calcio)
componente orgánico (el colágeno y otras proteínas)
La disolución del fosfato de calcio se logra mediante transporte de H+ por
una bomba de H+--ATPasa en la membrana que acidifica la matriz ósea (pH:
4.5) inmediatamente adyacente al osteoclasto.
Un canal para el Cl- permite que el Cl– siga al H+, lo que preserva la
neutralidad eléctrica.
Se evita que el citoplasma se haga demasiado básico mediante la acción de
una bomba de transporte activo de Cl–/HCO3– sobre la superficie opuesta
del osteoclasto.
El componente proteínico de la matriz ósea se digiere mediante enzimas,
principalmente una llamada catepsina K, liberada por los osteoclastos.
REGULACION DE SÍNTESIS Y SECRECIÓN
PTH
[Ca++]p
<1.3 mmol
>1.3 mmol
SÍNTESIS Y SECRECIÓN
90% del filtrado se reabsorbe TCP y
AH en un proceso estrechamente
ligado al Na.
PTH ( ↑ )
10% Restante:
Reabsorción de MAS Ca en TD
PTH ( ↓ )
< Reabsorción – > Excreción
CALCITONINA
Hormona peptídica compuesta por 32 AA que interviene en el
metabolismo del calcio y del fósforo.
Se produce en las células Parafoliculares de la Glándula Tiroides.
Función: Hipocalcemiante, oponiéndose a la PTH.
Reduce los niveles sanguíneos de calcio de tres formas:
•↓absorción intestinal
• ↓ resorción ósea. (-) OSTEOCLASTOS.
• ↑excreción renal .
[Ca]p > 9.0 mg/dl
Aumenta linealmente la secreción de Calcitonina
Incrementa excreción renal de:
• calcio
• Fosfato
• Na
•K
• Mg
PTH
1,25 HO2D3
CALCITONINA