Regulación Hormonal del metabolismo del calcio, Fosfatos, Vitamina D y Hierro
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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, leucemias
Puede 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.