Regulación Hormonal del metabolismo del calcio, Fosfatos,

Vitamina D y Hierro

Lic. Stella Hartinger

Contenido y Distribución del Calcio, Fosfato y Magnesio

Total corporal % en hueso % extraoseo

Calcio 1000-1200 g 98-99% 1-2%

Fosfato 600-6500g 80-85% 15-20%

Magnesio 22-25 g 60 % 40 %

Homeostasis del calcio Intracelular

Ca +2 HPO2- Mg +2

Liquido extracelular (Plasma)

1.1 x 10 -3 1 x 10 -4 5 x 10 -4

Citosol 1 x 10 -7 1 x 10 -4 5 x 10 -4

Mitocondria• Fracción Soluble•Fracción no soluble

0.2 x 10 -4

1.5 x 10 -3

5 x 10 -4

1 x 10 -3

1 x 10 -3

1 x 10 -3

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

Homeostasis del Calcio intracelular

• Mitocondrias • Retículo Sarcoplásmico: Músculo estriado ( 10 -3)• Canales de calcio

– Potenciales eléctricos – Hormonas, neurotransmisores

• Proteínas ligadoras de Calcio:– mem. plasmática – mem de organelas intracelulares

• Mitocondrias, Sarcoplasma, Ap. Golgi, lisosomas, calciosomas– Calmodulina y la troponina C

Calmodulina

• 4 puntos de unión para el Ca+2.

• 2 Ca +2 citosol se adhiere a la molécula– 1er cambio conformacional

• Calmodilina 2Ca+2 se asocia a una proteína efectora inactiva, – 2do cambio conformacional

• Incorporación de los siguientes 2 Ca+2– 3er cambio conformacional

• Forma activa y cataliza la reacción correspondiente.

• ATPasa dependiente de Ca+2 – Mem. plasmática– Expulsar Ca+2

• ATPasa dependiente de Ca+2– Sarcoplasma– Introducir Ca+2

• Contratransporte: 1Ca+2 y 2 Na+2

Metabolismo del Calcio

Sangre:500 mg/dia8-10.5 mg/dl50%forma iónica 40% unido proteínas10% ligado lactato, fosfato, sulfato

• Mantenimiento de los niveles de Calcio total en especial la forma iónica.– Parathormona: acción rápida– Calcitriol (1,25-dihidroxi vitamina D3): acción lenta– Los niveles de calcio siempre se mantiene por

encima de los 5.5-5.0 mg/dl

Acción Control de la secreción

Paratohormona (PTH)

• los niveles plasmáticos de Ca+2 y Mg2+ • los niveles plasmáticos de fósforo al aumentar la tasa de absorción de Ca2+ y Mg2+ de la dieta.• el numero y actividad de los osteoclastos • absorción renal de Ca2+ • secreción renal de potasio y favorece la formación de calcitriol

•Un nivel plasmático bajo de Ca2+ estimula la secreción.

•Un nivel plasmático elevado de Ca2+ inhibe la secreción

Acción Secreción

Calcitriol •Compuesto esteriodeo, sintetizado a partir de la VitD•Acciones similares a la PTH

Calcitonina •Suprime la perdida del Ca2+ del hueso•Dominancia: previene hipercalcemia en el esqueleto

•Secretada por las células parafoliculares o células C•Niveles elevados de Ca2+•No hay retroalimentatacion entre ellas

Glándula Paratiriodea - Parathormona

• Forma ovalada, diametro menor 6-7mm, 5 mm ancho y 2 mm grosor

• Peso: 20-50mg• Se encuentran ramificadas por la arteira tiroidea

superior e inferior• Liberacion de H a vena tiroidea• Polipeptido 84aa; cromosoma 1• Sintetizada en el RER• Precursor pre-pro-PTH (115aa)

Estructura de la PTH

115aa

Clipasa: secuencia guía

Escision enzimaica delHexapeptido NH2 terminal

Proteasa, 6 aa

Regulación - PTH

• [ ] Ca +2 en el liquido extracelular• El descenso de calcemia (fracción iónica)

elevación de lo niveles plasmáticos.• Controlar la homeostasis del calcio, sobre el hueso

y riñon e indirecta sobre el intestino.• Evita a Hipocalcemia.

Mecanismos de Acción

• La PTH se une a receptores de en las células efectoras. Se producen dos tipos de acciones:– Estimulación de la adenilciclasa con aumento del

AMPc en la célula– Modificación de la permeabilidad en la membrana que

determina el ingreso de calcio.

Sobre el hueso:• Posee acciones contrapuestas sobre el tejido óseo• Tiene efecto anabólico, favoreciendo la formaciones de

hueso nuevo• Predominante acción estimuladora de la absorción ósea

– La PTH incrementa la diferenciación de las células precursoras hacia osteoclastos, aumentando su numero

– La PTH estimula la actividad de los osteoclastos.

• No existen receptores en estas células, si en osteoblasto

Primero solubilizan el mineral y luego digieren la matriz orgánica

Sobre el riñón:

• La PTH  estimula la reabsorción tubular de calcio disminuyendo su excreción por orina.

• Estimula la enzima  1-alfa hidroxilasa en el túbulo proximal, esta Solo controla el 10% del total de la reabsorción de dicho ion, tiene importantes efectos.

• Potencia la resorción de magnesio en la rama ascendente del asa de Henle.

• Estimula sintesis de 25-OH-vitamina D-1-hidroxilasa. (mitocondrias)

• Cataliza formaciones del metabolito de Vit D

• Inhibe la reabsorción de fosfato.

• El incremento de la fosfaturia tiende a prevenir la formación de fosfato de calcio que se depositarían en los tejidos blandos, reduciendo el efecto hipercalcemiante.

Sobre el intestino:• Actúa indirectamente al estimular la síntesis renal de la

1,25-dihidroxi-vitamina D3• Favorece la absorción intestinal de calcio y fosfato.

Calciferoles y derivados metabolicos

Vitamina D2Esterol vegetal

Derivado del colesterolSintetizado en la piel: 7 -dehidrocolesterol;Luz ultravioleta

La metabolizacion , transporte, almacenamiento yactividad biológica son semejantes400U.I/ día

Riñon

• Vitamina D (calciferol o calcitrol)– Tomada de la dieta o generada por la piel por la radiación

de rayos UV.– Esta se hidroliza en el hígado luego es

transportada al riñón donde se modifica a la forma activa: dihidroxicolecaliferol

– Hormona es llevada al intestino donde estimula la absorción del Ca+ y al hueso causando mineralización del mismo

– Con la hormona paratiroides estas son responsable de mantener el Ca++ plasmático y los niveles de fósforo para la función normal del sistema neuromuscular.

Sobre el hueso: • 1,25(OH)2D3 estimula la mineralización ósea.• Sobre los osteoblastos actúa favoreciendo la síntesis de

osteoclastina e incrementando la actividad de los recetores para factores de crecimiento.

• Induce la liberación de osteoclastos un factor estimulador producido por los osteoblastos.

• Estimulador de la reabsorción ósea.

Sobre Riñon:• Autorregulación, a través de la 25(OH)D3-1-hidroxilasa

Sobre el Intestino: • Estimula la absorción

intestinal de calcio y fosfato.

• Acción mediada por una proteína ligadora de calcio, calbindina D.

Otras acciones:• Diferenciaciones de los

células hematopoyeticas.• Estimula maduración

células de la epidermis.• Inhibe crecimiento de

algunos tumores.

Calcitriol y PTH• Células principales de la

paratiriodes posee receptores para 1,25 (OH)2D3, niveles elevados inhibe síntesis PTH

• Inhibición a nivel de reabsorción intestinal

Calcitonina

141aa

Celulas parafoliculares32aa

Acciones Fisiológicas de la Calcitonina

Estimulada:• Por la elevación de [ ]

Ca++ en el liquido extracelular

• Gastrina, secretina, glucagon, colecistoquinina

Inhibida:• Poca [ ] Ca++ en el

liquido extracelular• Reabsorción ósea al

reducir el numero y actividad de los osteoclastos (receptores)

• Altas dosis inhibe reabsorción tubular de Ca++ y fosfato

Transtornos -HIPERCALCEMIA

• Cifras de calcio total superiores a 11 mg/dl y de calcio iónico superiores a 1,3 ml//L.

• Se relacionan con enfermedades malignas:– neoplasias de pulmón, mama y riñón, mielomas,

linfomas, leucemiasPuede deberse:• A metástasis, • Producción de Parathormona por el tumor, • PGE ó factor activador de osteoclastos.

AlimentosCon calcio Secreción de gastrina

Secretinacolecistocina

Secrecion de calcitoninaHipercalcemia

(-)

Hipocalcemia

• La causa mas frecuente es el hipoparatiroidismo; la paratohormona (PTH) está disminuída.

• En el pseudohipoparatiroidismo la PTH está elevada, pero los órganos periféricos no responden.

• La hipomagnesemia produce hipocalcemia al suprimir la secreción de PTH,

• La hipovitaminosis D que se produce por trastornos gastrointestinales (gastrectomia, resección intestinal etc.).

• En la insuficiencia renal la hipocalcemia es secundaria a la hiperfosfatemia que disminuye el nivel de calcio.

Homeostasis del Fósforo

• 600-650 g– 80% hueso– 10% músculo esquelético– 10% células o plasma ( HPO4, H2PO4-)

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

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

grasas y proteínas• Fósforo se absorbe en forma inorgánica a nivel de yeyuno,

de forma pasiva como activa dependiente de la vit D.

• Mantiene la integridad celular, posibilitando la contracción muscular, las funciones neurológicas, la secreción hormonal y la división celular.

• Su concentración sérica se expresa como masa de fósforo, las cifras normales son entre 3 a 4,5 mg/ml.

• 85% forma libre, inorgánico• 15% circula combinado con proteínas.

Filtrado Renal:• Filtrado glomerular y la reabsorción tubular (limitada)• Reabsorción en el túbulo proximal, por un mecanismo

dependiente de pH y Na+, actuando como contra transporte.

• La excreción renal del fosfato esta dirigida por la PTH, al inhibir se reabsorción en los túbulos proximal y distal.

Transtornos-Hipofosfatenia

• Cifras inferiores a 3mg/dl• La administración de glucosa desciende los niveles de

fosfato, redistribuyéndolo al interior de la célula.

Hiperfosfatemia

• Las cifras de fósforo son superiores a 5 mg/dl. • Se debe a un descenso en la eliminación del

fósforo– insuficiencia renal, – sobrecargas endógenas (Hipoparatiroidismo,

Rabdomiolisis, lisis tumoral) – por administración exógena.

• Los síntomas, se deben a la hipocalcemia acompañante y a la calcificación ectópica de los tejidos blandos (vasos, córnea, piel , riñones).

Homeostasis del Magnesio

• Esencial en gran numero de procesos enzimáticos y metabólicos

• Es un cofactor de todas las reacciones enzimáticas que involucran al ATP y forma parte de la bomba de membrana que mantiene la excitabilidad eléctrica de las células musculares y nerviosas.

• Una de las características mas significativas del magnesio es la distribución no uniforme del ión en los compartimentos líquidos del organismo; más de la mitad de los depósitos corporales totales se localizan en el hueso y menos de un 1% en el plasma. 

• La ingestión diaria recomendada de magnesio es de 6-10 mgr/kg./dia, su concentración en sangre es de 1.7 a 2.4 mg/dl;

• 30% del magnesio en sangre está ligado a las proteínas, el restante de forma ionizada, constituyendo una fracción difusible.

• Se absorbe fundamentalmente en el Ileon. • 5% del Magnesio se elimina por la orina,

• Riñón es el órgano principal que regula su concentración sérica, modificando su excreción o reabsorción a nivel del Asa de Henle.

• La PTH, Vitamina D, la deplección del liquido extracelular, y la hipocalcemia aumentan la reabsorción.

• La expansión de liquido extravascular, los vasodilatadores renales, la hiperglucemia, la hipercalcemia, los diuréticos de Asa, y la diuresis osmótica la disminuyen.

Hipomagnesemia

• La depleción de Magnesio, cifras menores de 1.6 mg/dl• Esto suele deberse a la falta de ingesta en las soluciones

intravenosas, aporte de diuréticos, aminoglucósidos y otros fármacos que aumentan la excreción urinaria.

Causas:• Administración de diuréticos, que inhiben la reabsorción

de Na en el Asa de Henle (furosemida y ácido etacrínico), y también bloquean la reabsorción de Magnesio y aumentan las pérdidas urinarias.

• Aporte de aminoglucósidos; aproximadamente un 30% de los que los reciben desarrollan hipomagnesemia. El mecanismo es similar al de los diuréticos.

• Alcoholismo en los primeros días de hospitalización por abstinencia.

• La diarrea (las secreciones del tracto gastrointestinal inferior son ricas en Magnesio)

• Reducción de la ingesta; es poco probable como causa única.

• Aporte de fluidos intravenosos sin Magnesio. • Disfunción túbulo renal. • Recuperación de la hipotermia.