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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
Dieta 1000 mg
Intestino
Pérdida fecal
Absorción Intestinal 300 mg
Pérdidas en Jugos Digestivos
125 mg
Calcio Circulante
Riñón
10.000 mg
9.825 mg
Hueso 500 mg
500 mg
875 mg Heces
125 mg ORINA
BLANCE DEL CALCIO
- 99%: hidroxiapatita en el hueso
- 1%: en el LEC y Tejidos Blandos.
PTH VITD
Ca2+ Circulante LEC (0,1%)
Filtración Pasiva
PTH + Calcitonina -
Calcitonina
PTH VITD
ORINA
CELULAS LIC (0,9%)
Gradiente electroquímico
Transporte Activo
HECES
(99%)
Funciones Fisiológicas del Calcio
Proceso de mineralización del hueso.
Conducción nerviosa.
Contractilidad muscular.
Mecanismo de secreción y acción de diversas hormonas y enzimas citosólicas.
Permeabilidad de membranas.
Proceso de la coagulación.
Calcio Ionico (difusible)
Calcio Unido a Proteínas
Formando Complejos
1.2 mmo/l 1.0 mmo/l
90%- ALB 10%- GLOB
Fosfato, Citrato, Lactato, Bicarbonato
CALCIO PLASMATICO: Distribución
pH ALBp
Calcio Ionico (difusible)
50%
Calcio Unido a Proteinas
45%
Calcio Formando Complejos
5% CALCIO IONICO
4,25 – 5.25 mg%
CALCIO TOTAL: Ca++ + Ca(Prot) + Ca(Compl) = 8,5 – 10,5 mg%:
ALB GLO
pH: 7,40 +/- 0,02 ALB(plasma): 3,5 – 5,2 g/l
Fosfato, Citrato, Lactato, Bicarbonato
Libre 90%
ligado a Proteínas
10%
Fosforo Serico
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%
HORMONAL
• PTH • VIT D • TIROCALCITONINA
NO HORMONAL
• pH • ALBUMINEMIA • NATREMIA
CONTROL DEL Ca2+
Proteína Ca2+ H+
H+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+ H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+ H+
H+
H+ H+ H+
H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+ H+ H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+ H+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
ESQUEMA SIMPLIFICADO ASOCIACIÓN H+ - Ca2+
[H+] ↓ pH [Ca2+] por desplazamiento
Proteína
Ca2+
H+ H+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
H+
H+ H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+ H+ H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+ H+ H+
H+ H+
H+ H+
H+ H+ H+
H+ H+
H+
H+ H+
H+ H+ H+
H+
H+
H+ H+ H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
PH: María del C.Gauna
ACIDEMIA ⇧ [H+] ⇩ Unión a la ALB
Mas H+ unido a la ALB
⇧ Ca++
E F E C T O
D E L
ph
Proteína Ca2+
H+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
H+
H+
H+
H+ H+
H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
ESQUEMA SIMPLIFICADO ASOCIACIÓN H+ - Ca2+
↓ [H+] pH ↓ [Ca2+] por desplazamiento
Proteína Ca2+
H+
H+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+ H+
H+
H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+ H+
H+ H+
H+
H+
H+ H+ H+ H+
H+ H+
H+ H+
H+
H+
Ca2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
PH: María del C.Gauna
ALCALEMIA ⇩ [H+] ⇧Unión a la ALB
Menos H+ unido a la ALB
⇩ Ca++
E F E C T O
D E L
ph
Efecto de la concentración plasmática de ALB y GLO
Albúmina: 3.5 – 5.2 g/l
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
Hipoalbuminemia
CaT Bajo – Ca2+Normal
HIPONATREMIA ≤ 120.0 meq/l
↑ del Calcio
Unido a
Proteínas
HIPERNATREMIA ≥ 155.0 meq/l
↓ del Calcio
Unido a
Proteínas
NATREMIA Y CALCIO
[Na2+]p: 135.0 – 145.0 mEq/l
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
Absorción de Ca2+ y Fosfato
RIÑON
Absorción
de Ca2+ y Fosfato
HUESO
Aumenta acción
Osteoclastos
(Resorción Ósea)
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 ↓
PTH ↑ ↑ Resorción Ósea
↑ Reabsorción Tubular
↑ Excreción Renal de
PO43-
↓ [PO43-] p
1- α Hidroxilasa
↑ 1.25 (HO)2D
↑ Reabsorción Intestinal Ca
Glándula Tiroidea
Glándulas Paratiroideas
PARATHORMONA
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.
Aumenta Reabsorción Tubular Renal de Ca2+
Aumenta: de 25(OH)D 1.25(OH)2D
Aumenta Excreción Renal de Fosfato
Potencia Absorción digestiva de Calcio
PTH
PTH - FUNCIONES
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.
RECEPTOR SENSIBLE AL CALCIO (RSCa)
Cambios en el Ca2+ del LEC son detectados por un Rc ligado a la proteína G
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++
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
Resorción ósea
Formación de nuevo hueso
Precursor
Osteoclasto
Osteoblasto
Osteoclasto
Maduro
Receptor RANK
Ligando RANK-L
OPG
La PTH mantiene la Homeostasis del Calcio en parte estimulando la Osteoclastogénesis
Las células precursoras de osteoclastos producen una proteína receptora de superficie (RANK)
Los osteoblastos producen el ligando para este receptor, conocido como RANKL
La unión del Receptor (RANK) al ligando (RANKL) estimula el desarrollo de osteoclastos y la activación de los mismos.
Los Osteoblastos producen la osteoprotegerina (OPG), que interfiere con la capacidad de RANKL para unirse a RANK.
Precursor
Osteoclasto
Osteoblasto
Osteoclasto
Maduro
PTH
+ −
+
La PTH mantiene la Homeostasis del Calcio en parte estimulando la Osteoclastogénesis
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: PTH ( ↓ )
Reabsorción de MAS Ca en TD < 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.
Reduce los niveles sanguíneos de calcio de tres formas:
Función: Hipocalcemiante, oponiéndose a la PTH.
•↓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