Metabolismo de Fsforo Calcio BerneLevy cuarta edicin captulo

Metabolismo de Fósforo – Calcio Berne-Levy cuarta edición capítulo 44 Berne-Levy sexta edición capítulo 39 Paratohormona, Vitamina D, Calcitonina

Metabolismo del calcio

Concentración CALCIO TOTAL en plasma (8, 5 - 10, 5 mg/dl) es el valor mas usado en la clinica para evaluar los niveles séricos de calcio Calcio: es el tercer catión más abundante en el LEC Ø Imprescindible para el funcionamiento de sistemas enzimáticos, coagulación sanguínea y la acción hormonal Ø 99% en el esqueleto y dientes Ø 1% en los músculos y el líquido extracelular

40% UNIDO A PROTEINAS. Ca+ No Filtrado por riñón Ca Ca+ 48% IONIZADO, LIBRE. Albúmina 90% - Globulina 10% Filtrado por riñón (4, 8 mg/dl) Biológicamente activa 12% UNIDO A ANIONES COMO FOSFATO, CITRATO. Filtrado por riñón Ca Ca

Funciones Biológicas 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 VII, IX y X • Reconocimiento y adhesión entre células Ca+ Ca+

Table 23 -4

Participación del calcio en diferentes estructuras celulares 1. 2. 3. 4. 5. 6. Canal de Ca permeabilizado por receptor Canal de Ca permeabilizado por voltaje ATPasa de Ca en membrana plasmática Salida de Ca por intercambiador Na+/Ca++ Bombeo de Ca al RS por ATPasa de Ca++ Paso de Ca a la mitocondria intercambiador Na+/Ca++

Homeostasis del Calcio intracelular Proteínas intracelulares ligadoras de Calcio La llegada de calcio al citosol es una señal para un conjunto de proteínas intracelulares LIGADORAS DEL CALCIO Ø Son una familia de proteínas que se combinan en forma reversible y específica con el calcio Ø Por esta vía modulan la acción de otras proteínas y enzimas CALMODULINA CM + 2 Ca++ se combina con proteína efectora (Fosfodiasterasa del AMPc (inactiva) + 2 Ca++ Forma activa de la proteína efectora Ocasiona el efecto fisiológico correspondiente

Homeostasis del Calcio intracelular Proteínas intracelulares ligadoras de Calcio Proteína Células en que se halla Acciones biológicas CALMODULINA Todas las eucarióticas Regulación de enzimas TROPONINA C Músculo esquelético/corazón Regulación contracción muscular CALSECUESTRINA Células musculares estriadas Almacenamiento y liberación de calcio CALCINEURINA Células nerviosas Modulación de calmodulina CALBINDINAS D Enterocitos, osteoblastos Transporte transcelular de calcio

Homeostasis del Calcio Intracelular 1. Las células deben controlar finalmente la concentración de calcio en su citosol, pequeños incrementos inician una diversidad de actividades celulares 2. Por las proteínas ligadoras de calcio presentes en las membranas celulares, se consigue que los aumentos de calcio sean fugaces 3. Otras proteínas ligadoras de calcio ubicadas en el citosol al combinarse con el calcio actúan sobre otras proteínas intracelulares para concretar la señal transmitida por el calcio

Metabolismo del Calcio 1000 mg Formación Osea 400 mg Dieta Secreción 100 mg Absorción 300 mg Líquido Extracelular Hueso Resorción Osea 400 mg Filtración glomerular 8000 mg Riñón Heces 800 mg Excreción orina 200 mg Reabsorción tubular 7800 mg

Figure 23 -20

Metabolismo del Calcio Ø Absorción del calcio a nivel intestinal a. b. c. Proceso pasivo: difusión facilitada (proteína transportadora. Receptor) Transporte activo: ATPasa Proteína ligadora de calcio: Calbindina D Luz intestinal 1, 25(OH)2 D 3 Espacio Intersticial Vía paracelular Ca++ ATP Ca++ Proteína transportadora Ca++ ADP Proteína ligadora Ca++ Vía transcelular

Homeostasis del calcio Ø Hormonas calciotrópicas Paratohormona (PTH) Calcitriol Calcitonina Ø Regulación a nivel del intestino - hueso - riñón

Paratiroidea Ø Péptido de 84 AA (células principales de las paratiroides) Ø Actividad biológica en 34 residuos de su extremo N-terminal (fragmento 1 -34)

Figure 23 -22

SINTETIZADA EN RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Pre-pro-PTH Pro-PTH (115 aminoácidos) (90 aminoácidos) PTH (84 aminoácidos) Aparato de golgi = vesículas) PTH intacta 1 -84 Actividad biológica en 34 residuos de su extremo N-terminal (fragmento 1 -34)

Acciones fisiológicas de la PTH Acción fundamental es controlar la homeostasis del calcio Acción directa : hueso y riñón Acción indirecta: intestino a través de la vitamina D La PTH evita la hipocalcemia y regula continuamente el nivel del calcio en LEC

Table 23 -5

PTH Ø La concentración de calcio libre (Ca++) regula la secreción de PTH Liberación de vesículas, aumentan la síntesis y la secreción Ø Receptor de calcio en las células de la Paratiroides (sensor de calcio) Ø Efecto sobre el hueso Aumento de la reabsorción ósea Aumenta la liberación de calcio Ø Efecto sobre el riñón Estimula la reabsorción de calcio Aumenta la eliminación de fósforo Estimula la producción de calcitriol

PTH Efecto sobre el hueso ØAumento de la reabsorción ósea: Receptor en el osteoblasto ØAumenta la liberación de calcio PTH Aumenta el Nº osteoclastos

EFECTO SOBRE EL RIÑÓN Estimula la reabsorción de calcio Ø Túbulo distal - Receptores para la PTH Ø Mediada por el sistema adenilato ciclasa-AMPc Aumenta la eliminación de fósforo Ø Inhibe la reabsorción de fosfatos directamente en túbulo proximal y distal (adenilato ciclasa-AMPc) Ø Inhibe la reabsorción de bicarbonato en el túbulo proximal (alcalinización) modifica la relación HPO 4= / H 2 PO 4 - aumenta el HPO 4= que se reabsorbe con mayor dificultad = disminuye la reabsorción Estimula la producción de calcitriol Ø Estimula la 1 alfa hidroxilasa (enzima de la mitocondria) cataliza la formación de 1, 25 -dihidroxi-vitamina D 3

Homeostasis del calcio Disminución Calcio++ R Paratiroides (-) PTH liberada Riñón • Estimula la reabsorción Ca • Inhibe la reabsorción de P • Estimula producción de 1, 25(OH)2 D Hueso • Estimula osteoblastos R • Estimula resorción ósea, efecto sobre los osteoclastos • Liberación de calcio Intestino Reabsorción intestinal de Ca Aumento de Calcio sérico

Calciferoles y derivados metabólicos Ø Vitamina D 2 = Ergocalciferol Irradiación con luz ultravioleta del ergosterol, esterol vegetal (en pequeñas cantidades en pocos alimentos) Ø Vitamina D 3 = colecalciferol, deriva del colesterol. Alimentos: huevos, leche, ciertos pescados (sardina, salmón) Ø Sintetizada en la piel a partir del 7 dehidrocolesterol (por la luz ultravioleta) Las necesidades diarias 400 UI /d Ø Se metabolizan en hígado y riñón Ø Metabolito activo: Calcitriol

Colecalciferol Vitamina D 3 7 -dehidrocolesterol Vit. D 2 (Ergocalciferol) “Transcalciferina” (1, 25 (OH)2 Vit. D 3) DBP (Vitamin D binding protein) PTH Vitamina D 3 25 OH Vit. D 3 DBP

ACCIONES FISIOLÓGICAS DEL CALCITRIOL Ø Aumenta la absorción intestinal de calcio y en menor proporción de fosfato 25 OH Vit. D 3 Ø Favorece la mineralización ósea asegurando la disponibilidad de calcio y fósforo. Receptores en OB Ø Estimula la diferenciación de osteoclastos favoreciendo la resorción ósea (crecimiento de huesos) Ø Hormona esteroidea Ø Receptores reguladores de la transcripción de genes Proteínas presentes en el citosol y núcleo de las células dianas (1, 25 (OH)2 Vit. D 3)

CALCITRIOL e INTESTINO Luz intestinal 1, 25(OH)2 D 3 Ca++ ATP Ca++ Proteína transportadora Espacio Intersticial Ca++ ADP Proteína ligadora Ca++

CALCITRIOL Y RIÑON Inhibe la actividad de la 1 alfa hidroxilasa ante un aumento en la concentración de 1, 25 hidroxi D 3 CALCITRIOL Y PARATIROIDES Las células paratiroideas poseen receptores Inhiben la síntesis de PTH (disminuyen transcripción ARNm)

Calcitonina Ø Péptido de 32 aminoácidos Ø Sintetizado en la tiroides - células parafoliculares Ø La secreción es regulada por los niveles de calcio Hipercalcemia Aumenta secreción Hipocalcemia Disminuye secreción Ø Hueso: disminuye la reabsorción ósea - receptores en los osteoclastos ØRiñón: Aumenta la eliminación de calcio - receptores en las células tubulares

METABOLISMO DEL FÓSFORO

Fósforo sérico: 2, 2 a 4, 4 mg/dl 90% fósforo inorgánico, circula libre y unido a aniones mono y bivalentes 10% unido a proteínas El fósforo es necesario para: Ø Para la integridad de la célula Ø Para los procesos metabólicos orgánicos Ø Regula las enzimas orgánicas Ø Tiene un papel importante en el aporte de oxígeno (niveles de 2, 3 -difosfoglicerato y ATP en los hematíes) Ø Forma parte de sistemas tampón de la orina y plasma Ø Interviene en los procesos de almacenamiento de la energía

Ø Fósforo del organismo: 700 g 85% en el esqueleto 25% en tejidos blandos y líquidos del organismo Ø Fósforo óseo está íntimamente asociado al calcio. Cristales de hidroxiapatita (fosfato cálcico amorfo) Ø Fósforo extraóseo es fundamentalmente intracelular: Ligados a hidratos de carbono, lípidos y proteínas Una parte mínima es inorgánico

Metabolismo del Fósforo Formación Osea 350 mg 1400 mg Hueso Dieta Secreción 200 mg Absorción Resorción Osea 350 mg Líquido Extracelular 1100 mg Heces Filtración glomerular 7000 mg Riñón reabsorción tubular 6100 mg 500 mg Excreción orina 900 mg

Homeostasis del fósforo Aumenta PO 4 Aumenta Disminuye Eliminación Renal Aumenta Absorción Intestinal PTH Calcitriol

Figure 23 -18

Ciclo de Remodelación FACTORES SISTEMICOS Células Revestimiento REPOSO PTH Calcitriol T 3 – T 4 Estrógenos Calcitonina Andrógenos? PTH Calcitriol Insulina T 3 – T 4 Andrógenos? Estrógenos Cortisol FACTORES LOCALES OC + + IL-1 PGE 2 TGF a TNFS VIP g Interferón - - REABSORCION OB + - + FORMACION REPOSO - TGF b IL-6 IGFs PGs TGF – b BMPs a Interferón IL - 1