REGULACION DE LA HOMEOSTASIS DEL CALCIO Y FOSFATO

REGULACION DE LA HOMEOSTASIS
DEL CALCIO Y FOSFATO
GUSTAVO F. GONZALES
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
BIOLOGICAS Y FISIOLOGICAS.
UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO
HEREDIA
Estudio de homeostasis de
calcio y fosfato;
Sistema Endocrino
! Sistema Renal
! Sistema Oseo
!
Paratohormona
! Vitamina D
! Calcitonina
!
CONTENIDO DE CALCIO EN EL
ADULTO
! 1000 a 1500 gramos
! 90% ubicado y fijo, principalmente en
forma de cristales de hidroxiapatita, en los
huesos.
! 0.1% (1.3 g) en el líquido extracelular.
! El calcio de los huesos está en equilibrio
dinámico permanente con el calcio del
líquido extracelular.
Calcio en plasma: 9-10 mg/100 ml
Ingesta Ca y PO4: 1 gramo diario
Ditribución del calcio circulante
aniones:sulfato
y fosfato
10%
Proteínas
40%
ionizada
50%
HIPERCALCEMIA
! Letargia
! Hiporeflexia (coma y muerte)
! Estreñimiento
! Poliuria (resistencia a ADH)
HIPOCALCEMIA
! Contracciones musculares bruscas
! Calambres musculares espontáneos
(hasta tetania).
! Hormigueo de dedos de manos y pies
! Insensibilidad alrededor de boca
! Signo de Trousseau: espasmo
carpopedal
! Signo de Chvostek: Espasmo de labio
Efecto del balance ácido-básico sobre
la concentración de calcio ionizado
! ACIDEMIA
• Exceso de H+
• Más H+ unido a
albúmina
• Aumenta Ca libre
! ALCALOSIS
• Deficit de H+ en
sangre
• Más Ca2+ ligado a
albúmina
• Menos Ca libre
NATREMIA Y CALCIO
! natremia puede afectar la unión del Calcio
con la albúmina:
• hiponatremia menor de 120 mEq/l provoca un
aumento del calcio unido a proteínas
• la hipernatremia mayor de 155 mEq/l. una
disminución del calcio unido a proteínas
BALANCE DE CALCIO
! Absorción y secreción intestinal
! Deposición y resorción ósea
! Excreción urinaria y fecal
INGESTA DE CALCIO: 1 gramo
diario
! ABSORCION EN
INTESTINO DELGADO:
• Acción de Vitamina D3:
350 mg por día
! SECRECION
PANCREATICA Y
GASTROINTESTINAL:
150 mg por día
!
ABSORCION NETA:
• 200 mg de calcio
RESORCION OSEA
! Proceso continuo donde hueso viejo es
removido y se incorpora hueso nuevo
! Resorción ósea es estimulada por:
Vitamina D3 y PTH
! Resorción ósea es inhibida por: Calcitonina
EXCRECION URINARIA DE CALCIO
! Ingesta: 1 gramo día
! Absorción neta: 200 mg por día
! Excreción renal: 200 mg/día
• Filtración glomerular
• Reabsorción tubular
BALANCE DEL CALCIO
BALANCE POSITIVO
! Absorción>Excreción
!
• Período de
crecimiento
BALANCE NEGATIVO
! Absorción<Excreción
!
• Embarazo
• Lactancia
PARATOHORMONA
!
ACCIONES EN:
•
•
•
Hueso
Riñón
Intestino
!
ESTRUCTURA, SINTESIS
Y SECRECION
• 84 aa
• Tasa basal baja: Ca
Δ10 mg/dl
• Incremento máximo:
Ca= 7.5 mg/dl
• Sensor de ↓Ca2+
acoplado a Gs y AC
ACCION DE PARATOHORMONA
!
EN EL INTESTINO
• Estimula 1 alfa
hidroxilasa renal
• Favorece producción
de Vitamina D3
• Vitamina D3 estimula
absorción de calcio
ACCION DE PARATOHORMONA
! EN EL HUESO
• Osteolisis de osteocito: aumenta calcio
extracelular
• Osteoclastos para resorción: aumenta calcio y
fosfato;
• aumenta excreción urinaria de hidroxiprolina.
• Tardíamente inhibe osteoblastos
ACCION DE PARATOHORMONA EN EL
RIÑON
Inhibe reabsorcióin ! Asa ascendente gruesa:
reabsorción de ca sigue al
de fosfato.
Na por co-transportador.
! Estimula
Furosemida inhibe coreabsorción de
transportador (tto de
calcio.
hipercalcemia)
! Túbulo proximal:
! Túbulo distal: Ca
reabsorbe independiente
• La reabsorción de
calcio sigue al
de Na. Tiazidas inhibe
sodio y agua (67%)
reabsorción de Na y↑Ca
!
METABOLISMO DEL FOSFATO
El fosfato en plasma
está mayormente
libre.
! 70% de fosfato filtrado
es reabsorbido en
TCP.
! 15% es reabsorbido en
T.Proximal Recto.
! 15% es excretado
!
PTH inhibe el cotransportador NaFosfato y disminuye
reabsorción de
fosfato.
! PTH es fosfatúrica.
!
MECANISMO DE ACCION DE PTH
! PTH se une a receptor en membrana
basolateral.
! Receptores se acoplan vía Gs a AC.
! AC cataliza a AMPc→Proteína Kinasa A→
fosforilan proteinas→Inhiben cotransportador Na-Fosfato (TCP): Fosfaturia y
aumento de AMPc urinario.
! TCD: AC → AMPc→Proteína Kinasa A→
fosforilan proteinas→Reabsorción de Ca
FISIOPATOLOGIA DE PTH
!
Hiperparatiroidismo
!
Hipoparatiroidismo
!
Seudohipoparatiroidis
mo o resistencia
hormonal.
!
HIPERPARATIROIDISMO
• Primario (adenomas)
• Secundario (a
hipocalcemia)
HIPERPARATIROIDISMO PRIMARIO
Aumento de resorción
ósea.
! Aumento de
reabsorción renal de
Calcio
! Aumento de absorción
intestinal de Ca.
! Disminución de
reabsorción de
fosfato
!
!
ORINA: Altas
concentraciones de:
•
•
•
!
Fosfato
AMPc
Calcio
TRATAMIENTO:
Resección Qx. de las 4
glándulas.
HIPERPARATIROIDISMO
SECUNDARIO
!
Aumento de PTH secundario a hipocalcemia:
• insuficiencia renal crónica o
• deficiencia de vitamina D
!
Elevación de PTH y niveles bajos o normales de Ca
HIPOPARATIROIDISMO
Por resección de tiroides
o paratiroides
! Autoinmune y congénitos
son raros
! ↓ resorción ósea
! ↓ reabsorción renal y
absorción de Ca
! reabsorción de fosfatos
!
SEUDOHIPOPARATIROIDISMO
! PTH aumentado
! Hipocalcemia
! Hiperfosfatemia
! Osteodistrofia hereditaria: talla corta,
cuello corto, obesidad, calcificación
subcutánea
! Defecto de proteina GS en hueso y riñón (Ia)
! 1b, 1c, II : receptor, AC, PKA
VITAMINA D
! Mineralización
del hueso
! Aumenta las concentraciones de Ca2+
! Aumenta las concentraciones de Fosfato.
! Ca y Fosfato sirven para depositar en hueso
recién formado
METABOLISMO DE VITAMINA D
Dieta: Colecalciferol
! Piel: UV: 7 dehidrocolecalciferol
! Hígado: 25 hidroxilasa
! Riñón: 1 alfa hidroxilasa; 24 hidroxilasa
! 1,25 Vitamina D: Activa
! 24,25 Vitamina D: inactiva
! Calcio plasmático normal: Activa 24 hidroxilasa
!
Actividad de la 1 alfa hidroxilasa
aumenta por:
! Baja concentración de ca2+ plasmático.
! Incremento en los niveles circulantes de
PTH
! Disminución en la concentración
plasmática de fosfatos.
ACCION DE VITAMINA D
! INTESTINO
! RIÑON
! HUESO
ACCION DE VITAMINA D EN
INTESTINO
! Aumenta absorción de Calcio y Fosfato
! Induce síntesis de calbindina D-28 K.
•
•
Proteina citosólica
4 sitios de unión para calcio
! Ca difunde de luz a célula por gradiente
electroquímico.
ACCION DE VITAMINA D EN RIÑON
! Estimula reabsorción de calcio y fosfato.
ACCION DE VITAMINA D EN HUESO
! Vitamina D y PTH actuan de manera
sinérgica.
! Estimulan la actividad de osteoclastos y
resorción ósea.
! Promueve resorción de hueso viejo y
facilita Ca y fosfato al medio extracelular
para formación de hueso nuevo
(remodelación ósea).
FISIOPATOLOGIA DE VITAMINA D
Raquitismo: En niños. Insuficiente Ca y Fosfato para
mineralizar hueso en crecimiento.
! Osteomalacia en adultos: Falla para mineralizar
hueso nuevo. Produce encorvamiento y
adelgazamiento de huesos largos.
! Resistencia a Vit. D: IRC o ausencia congénita de 1
alfa hidroxilasa.
!
CALCITONINA
! No tiene papel en regular minuto a minuto
la homeostasis del calcio.
! La disminución (tiroidectomía) o aumento
(tumor) de la calcitonina alteran el
metabolismo del calcio.
! 32 aa. Células parafoliculares o C de
tiroides.
! Aumento de Ca2+ estimula secreción de
calcitonina.
ACCION DE LA CALCITONIA
! Inhibir los osteoclastos.
! Inhibir la resorción ósea.
! Disminuye los niveles de Ca plasmático.
Calcio y Fosfato en la exposición
aguda a la altura
!
The plasma ionized calcium and plasma phosphate
concentration decreased from 1.32 +/- 0.11 mmol/1 and
1.58 +/- 1.3 mmol/1 to 1.20 +/- 0.05 mmol/1 and 1.47 +/- 0.99
mmol/1 respectively (p < 0.05). Plasma parathyroid
hormone (PTH) level increased from 4.54 +/- 2.1 ng/ml to
11.19 +/- 4.31 ng/ml after 48 hours with subsequent
decline to 2.52 +/- 1.7 ng/ml after 96 hours exposure to
high altitude. It may be concluded that the process of
acclimatization to sudden exposure to high altitude is
characterised by fall in plasma aldosterone and PTH with
subsequent decrease of related electrolytes (Khan y col,
1996).
Fosfato y exposición aguda a la
altura
! Exposure of rats to high altitude hypoxia
causes a rapid decrease in plasma Pi: this
change reached the maximum value after
exposure to an altitude of 6000-7000 m.
(Yoshino y col, 1986)
Calcio y Fosfato en el nativo de la
altura
! Calcio sérico está más elevado en mujeres
embarazadas y no embarazadas en la
altura (8%) (Kametas y col, 2003)
! Fosfato sérico se encuentra elevado (5%)
en mujeres de la altura (Kametas y col,
2003)