FISIOLOGIA VETERINARIA calcio / fosfatoMETABOLISMO Y FISIOLOGÍA

FAUSTO BLADIMIR PANTOJA ESTACIO

Fisiología Veterinaria. 2015

ESTUDIANTE MEDICINA VETERINARIAUNIVERSIDAD DE NARIÑO

Metabolismo del calcio y del

fosfato

Funciones Fisiológicas del Calcio

Celulares• Crecimiento división celular• Estabilización de membranas• Excitabilidad y

permeabilidad de las membrana plasmática

• Transporte de iones a través de la membrana plasmática

• Regulación enzimática• Excitabilidad nerviosa• Secreción de hormonas• Secreción exocrina• Neurotransmisores• Contracción muscular

Extracelulares• Mineralización• Cofactor de factores de

coagulación

Funciones del calcio

Distribución del Calcio

Concentración plasmática 4,4 – 5,2 mEq/L

Formas plasmáticas del calcio

• La mayoría (99%) del calcio corporal está en el hueso en forma de cristales de hidroxiapatita, que contienen calcio, fósforo y agua.

• El siguiente depósito más grande es el intracelular.

• El calcio está unido a proteínas (albúmina 70%) o contenido en la mitocondria o en los gránulos del retículo endoplásmico.

Funciones del fósforo

• Células: fosfolípidos membranas• Principal tampón intracelular• Esteres son almacenadores y liberadores de energía (ATP y

fosfocreatina)• Es esencial en el metabolismo de los hidratos de carbono,

grasas y proteínas• Mantiene la integridad celular, posibilitando la contracción

muscular, las funciones neurológicas, la secreción hormonal y la división celular.

• 85% forma libre, inorgánico (Estructura de huesos y dientes)• 15% circula combinado con proteínas.

Funciones del fósforo

Distribución del fósforo

Concentración plasmática de fósforo 1-1,7 mMConcentración plasmática de magnesio 1,5- 2 mEq/L

Formas plasmáticas del fósforo

MAGNESIO

• La distribución proporcional del magnesio en las formas ionizada, proteica y compleja es similar a la del calcio sérico

• El Magnesio se fija en los mismos sitios de la albúmina que el calcio, aunque su menor afinidad hace que una mayor proporción quede en forma libre o difusiva.

• El magnesio ionizado genera respuestras similares a las del calcio con respecto a la secreción de PTH y CT.

La regulación de los niveles de calcio, magnesio y fosfato implica el control de su movimiento entre el líquido extracelular y tres órganos corporales:

Hormona paratiroidea (PTH)Calcitonina (CT)

Calciferoles (Vitamina D)

HuesoTracto gastrointestinalRiñones

ABSORCIÓN INTESTINAL

• Difusión pasiva ---- en presencia de altas concentraciones• Transporte activo --- proteínas transportadoras localizadas en

la cara externa de las células de la mucosa y un sistema de bomba de calcio (líquido intersticial)

• Fosfato ---- mayor en yeyuno que duodeno• Calcio ---- íleon

Este sistema se ajusta según la cantidad de calcio en la dieta.

RIÑONES• La mayoría de calcio que pasa a los riñones se

REABSORBE, con una pérdida neta de solo el 2% aproximadamente.

• Los iones y complejos NO fijados a la proteína atraviesan el glomérulo renal.

• El calcio se reabsorbe activamente en la rama ascendente gruesa del túbulo distal (Mg)

• Casi todo el fosfato plasmático es filtrado por los glomérulos, pero la capacidad tubular para reabsorberlo es limitada.

• El fosfato es reabsorbido en la porción inicial del túbulo contorneado proximal

CALCIO

FOSFATO

HUESO

• En el plasma ocurren variaciones en las concentraciones de Ca, P, Mg debido al flujo de estos iones que se produce en el intestino.

• Estas variaciones son amortiguadas gracias a los depósitos situados en hueso.

GLANDULA PARATIROIDEA

Glándula paratiroidea (Parathormona)

• Es el principal órgano implicado en el control del metabolismo del calcio y fósforo

• La mayoría de especies tienen dos pares de glándulas paratiroideas Incrustadas en la parte posterior de la glándula tiroides ---- origen endodérmico.

• Las células paratiroideas que están en proceso activo de secreción hormonal se llaman CELULAS PRINCIPALES.

• Las células inactivas o degeneradas se denominan CELULAS OXIFILAS.

Glándulas paratiroides

Figure 18.14

Síntesis….• Proteína de 84

aminoácidos.• La síntesis es similar a las

de las otras hormonas proteicas.

• Se metaboliza rápidamente en el hígado y los riñones

• Semivida en sangre relativamente corta (5-10 minutos)

Funciones…

• Aumentar las concentraciones de Calcio y disminuir las de fosfato en los líquidos extracelulares.

• Estimula la transferencia de calcio a través de la membrana osteoblasto-oseocitaria.

• En hueso estable ---Aumento de la actividad de los osteoclastos e inhibe la de los osteoblastos ---- Resorción ósea.

HUESO:

• Actúa sobre los túbulos contorneados distales (rama ascendente del asa de Henle) para incrementar la absorción de calcio y sobre los túbulos proximales para reducir la reabsorción renal de fosfato (fosfaturia).

• La PTH incrementa la reabsorción de Mg sobre la rama ascendente del asa de Henle.

• Participa en la activación de la vitamina D en el riñón ( estimula la síntesis de la 25- hidroxi-vitamina D-1-alfa-hidroxilasa), a través de la cual media la absorción de calcio desde el intestino.

RIÑONES

Control de la secreción…

• La secreción de la PTH está controlada por las concentraciones de Calcio libre (ionizado) en la sangre.

• Niveles bajos (Hipocalcemia)---- estimulan la secreción hormonal (metabolismo de AMP cíclico)

• Adrenalina (E)• Sueño (E)• 1,25-(OH)2-vitamina D (I)

[Ca2+] libre

Efectos de la hormona paratiroidea

Calcio de reserva (fosfato cálcico)

Reabsorción de calcio

Liberación de calcio del hueso y

Aumento de los niveles de calcio libre en plasma

Hormona paratiroidea

CALCITONINA

Efectos de la hormona calcitonina

La calcitonina se secreta por las células parafoliculares del tiroides

La calcitonina tiene los efectos opuestos a los de la hormona paratiroidea y estimula la formación de hueso. La calcitonina es importante en situaciones de gran demanda de calcio

• Disminuye el movimiento de calcio desde el depósito al líquido extracelular y reduce la reabsorción ósea ----- efecto inhibidor sobre los osteoclastos.

• Incrementa el movimiento del fósforo desde el líquido extracelular al hueso.

La calcitonina produce hipocalcemia e hipofosfatemia:

HUESO

Otras acciones sobre hueso…..

• Efecto estimulante sobre la formación y el desarrollo del cartílago de crecimiento.

• Una mayor producción de glucoproteínas y de colágeno óseo en los osteoblastos

• Incrementa la excreción renal de calcio y fósforo

• En el intestino para ser que inhibe la absorción de Calcio, sin afectar la de fósforo

• Inhibe la actividad gastrointestinal mediante la inhibición directa de la secreción ácida gástrica.

RIÑON

INTESTINO

Control de la secreción…

• Las concentraciones elevadas de calcio producen un incremento de la secreción de calcitonina.

• Hormonas gastrointestinales (gastrina, secretina, colecistocinina)

• Glucagón

Limitan la hipercalcemia posprandial

Ca2+

osteoblastoosteoclasto

Ca2+

Los osteoblastos depositan calcio en el hueso, y los osteoclastos lo devuelven al plasma

Plasma Ca2+absorción

eliminación

La absorción y la eliminación de calcio están en equilibrio

calcitonina

Ca2+

osteoblastoosteoclasto

Ca2+

parathormona

La calcitonina y la parathormona tienen efectos opuestos

osteoclasto

Ca2+

parathormona

La paratormona aumenta la concentración de en el plasma por su efecto en el hueso y en el riñón

Eliminación de Ca2+por la orina

Aumenta la reabsorción

Ca2+ calcitonina El calcio se deposita en el hueso

Ca2+ paratormona El hueso libera calcio al plasma y el riñón reabsorbe calcio

La calcitonina y la paratormona tienden a mantener constantes los niveles de calcio en el plasma

Figure 18.15

Regulación homeostática de la concentración de iones de calcio

CALCIFEROLES (VITAMINA D)

La vitamina D puede considerarse una hormona o una vitaminaVitamina: cuando se obtiene por la dietaHormona: cuando se sintetiza desde un precursor en la piel por acción de los rayos solares (molécula esteroidea)

Calcio en la Dieta

Sin Vitamina D se absorbe pococalcio

Existen dos formas de la vitamina D:

• Derivado del colesterol (esterol animal) Colecalciferol (D3)• Derivado del ergosterol (esterol vegetal) Ergocalciferol (D2)

7-dehidrocolesteol(Piel de los mamíferos)

Precursor específico de la vitamina D3

Absorción…

• Normalmente entre el 50 y 90% de la vitamina D (D2, D3) contenida en la dieta es absorbida en el duodeno y yeyuno.

• Junto a la sintetizada en la epidermis, forma una reserva común de prohormonas que circularán en sangre y/o serán almacenadas, principalmente en el tejido adiposo y músculo.

Transporte….

• En el plasma la vitamina D y sus metabolitos circulan ligados a una proteína fijadora de vitamina D (DBP) producida en el hígado --- TRANSCALCIFERINA.

• La concentración plasmática de ésta proteína es independiente de los niveles de vitamina D.

Metabolismo….

Colecalciferol (vitamina D)

25 hidroxicolecalciferol

1, 25 dihidroxicolecalciferol(forma activa)

La hormona 1, 25 dihidroxicolecalciferol se sintetiza a partir de la vitamina D

Control de la secreción….

• Los descensos de las concentraciones de calcio estimulan la secreción de PTH, lo que a su vez promueve la síntesis de la vitamina D activa y un aumento en la absorción intestinal de calcio

• Las concentraciones séricas elevadas de fosfato estimulan una enzima que estimula la hidroxilación del C-24 ( en lugar de C1) en el riñón ----- 24,25-(OH)2-vitamina D ----- Molécula inactiva.

• La molécula activa 1,25 (OH)2-vitamina D, también se regula a sí misma mediante el descenso de la C-1 hidroxilasa y aumentando la de la C-24 hidroxilasa.

• Las hormonas relacionadas con la gestación, como la prolactina, la hormona de crecimiento, incrementan la producción de vitamina D activa mediante la hidroxilación de C-1

Excreción….

• Se lleva a cabo principalmente vía la circulación enterohepática.

• Vida media ----- 5 días• Debido a que es una vitamina liposoluble su

eliminación es un proceso lento.• Un exceso en su ingestión lleva a un gran

aumento de su contenido en los tejidos y suero.

Funciones….

• Ejerce su principal actividad biológica a través de receptores intracelulares específicos.

Elevar los niveles de calcio en sangre

Intestino, Riñón, Hueso

• Aumento de la absorción de calcio en el tracto gastrointestinal.

• Estimulación de la síntesis de proteínas en las células de la mucosa, que contribuyen en el paso.

• Estimula la síntesis de la fosfatasa alcalina y ATPasa Ca-dependiente.

INTESTINO:

La hormona 1, 25 dihidroxicolecalciferol estimula la captación de calcio en el intestino

Ca2+

1, 25 dihidroxicolecalciferol

Ca2+

Na+

Ca2+

LUZ INTESTINAL

La hormona 1, 25 dihidroxicolecalciferol estimula la captación de calcio en el intestino

1, 25 dihidroxicolecalciferol

receptor

• Induce el movimiento de los iones de calcio desde el depósito lábil del hueso hacia los líquidos extracelulares y la resorción ósea.

• Potencializa los efectos de la PTH en el metabolismo óseo del calcio.

• Estimula indirectamente la mineralización.

HUESO

• La vitamina D ejerce acciones similares a la Parathormona.

• Facilita la reabsorción del Calcio• Incrementa la respuesta del túbulo a la PTH

RIÑON

Ca2+

calcitonina

paratormona

Vitamina D

Las tres hormonas controlan la cantidad de calcio en el hueso y sus niveles en plasma