Cursul 11 Metabolismul Fosfocalcic

Embed Size (px)

Text of Cursul 11 Metabolismul Fosfocalcic

CURS 11 FIZIOPATOLOGIA METABOLISMULUI CALCIULUI, FOSFAILOR i MAGNEZIULUI Capitole: I. Reglarea metabolismului fosfo-calcic: rolul parathormonului (PTH), calcitoninei i vitaminei D II. Bilanul i repartiia calciului n organism; hipo- i hipercalcemii. III. Bilanul fosfailor; hipo- i hiperfosfatemii. IV. Bilanul magneziului; hipo- i hipermagneziemii

I. Reglarea metabolismului fosfocalcicMetabolismul fosfo-calcic este reglat de: PTH, vitamina D i calcitonin (Tabelul 1). Tabelul 1. Principalii factori implicai n reglarea metabolismului fosfo-calcic: mecanismele de aciune i efectele asupra calcemiei i fosfatemiei(TD = tubul distal) Intestin PTH Os Rinichi Ca Fosfatemie

abs intest resorbiei osoase

Calcitonin

resorbiei osoase

reabs de Ca excreia de fosfat stimularea 1 hidroxialzei excreiei renale de Ca, fosfai, Mg reabs de Ca i fosfai n TD

Vitamina D abs intest mineraliz resorbiei

1. Parathormonul (PTH): este secretat de ctre cele 4 glande paratiroide, situate pe faa posterioar a tiroidei, n condiii de hipocalcemie (Fig. 1). Stimulii secretiei: pe suprafaa membranei paratiroidelor exist receptori pentru ionii de calciu (calcium sensing receptors), care sesizeaz rapid modificrile calcemiei. Producia de PTH este reglat de concentraia calciului ionizat. fosfaii nu au efect direct asupra secreiei de PTH; acioneaz indirect prin formarea unui complex cu calciul, reducnd concentraia plasmatic a calciului. vitamina D activ inhib producia de PTH printr-un mecanism feed-back negativ incomplet elucidatObs: Calcium sensing receptor (CASR): proteina membranar existent n paratiroide, rinichi, celulele C tiroidiene cu rol: La nivelul paratiroidelor: ajusteaz secreia de PTH n funcie de modificrile calcemiei La nivel renal: ajusteaz rebsorbia de Ca n funcie de nivelul calcemiei

1

Efecte: PTH determin hipercalcemie i hipofosfatemie prin urmatoarele mecanisme: la nivel intestinal: crete absorbia de calciu i fosfai n celulele intestinale prin activarea vitaminei D la nivel renal: - crete reabsorbia calciului la nivelul tubilor distali (TD) i ansei Henle (aH) - crete excreia de fosfat prin inhibarea transportorului de Na+ dependent de fosfat n tubii proximali (TP) - stimuleaz hidroxilarea renal a vitaminei D - crete excreia urinar de bicarbonat acidoz tubular renal (hipercloremic) la nivel osos: - crete numrul de osteoblaste (formarea osului) i osteoclaste (distrugerea osoas) - crete eliberarea de calciu din os, astfel: = ntr-o prim etap crescnd eliberarea calciului din lichidul osos = n a doua etap, prin creterea resorbiei osului mineralizat - crete i eliberarea de fosfai din os n lichidul extracelular (dar fosfaii sunt eliminai la nivel renal)Ca ionizat inhibarea secreiei inhibarea transportorului Na+ dependent de fosfat n TP i TD hfosfatemie excreiei urinare de bicarbonat n TPacidoz tubular renal (Hcloremic) stimularea resorbiei osoase nr. osteoblati, osteoclaste (eliberarea de Ca din oase)

PTH

abs intest de Ca (activarea vit. D)

reabs Ca n TD i aH

Hcalcemie

eliberarea Ca din lichidul osos

meninerea Ca n LEC

resorbia osului mineralizat (eliberare de Ca i fosfai n LEC)

Figura 1. Efectele parathormonului asupra calcemiei i fosfatemiei Obs.: La nivelul esuturilor exist 2 tipuri de receptori pentru PTH: PTH-1: recunoate PTH i PTHrP (PTH related peptide), fiind prezent n rinichi i os; PTH-2: specific numai pentru PTH; prezent la nivel cerebral, muscular, endoteliului vascular. PTHrP este secretat de ctre celulele tumorale i este cauza hipercalcemiei severe din bolile maligne (prin aciune pe os i rinichi).

2. Vitamina D Vitamina D, dei clasificat drept vitamin, funcioneaz ca i HORMON. Surse: Principalele surse de vitamin D sunt: - sinteza cutanat: razele ultraviolete transform 7-dehidrocolesterolul din epiderm n colecalciferol (Fig. 3) - dieta: aportul poate fi sub form de vitamin D2 (ergocalciferol; din surse vegetale) i D3 (colecalciferol; din surse animale). 2

PTH PTH-RGs Ac ATP OEA -legarea PTH de receptor -legarea GTP de Gs -activarea Ac -sinteza AMPc

AMPc

Figura 2. Receptorul PTH-1 (OEA=osteodistrofia ereditar Albright) Obs: Colecalciferolul este transportat, legat de albumine i o protein transportoare (vitamin D binding protein: VDBP), la nivelul ficatului, unde este hidroxilat i rezult 25-hidoxi-colecalciferolul (calcidiolul). La nivel renal (TCP), are loc o a doua hidroxilare (sub efectul 1-alfa hidroxilazei), rezultnd 1,25 dihidroxicolecalciferol (calcitriol), hidroxilare favorizat de PTH.

Sinteza de vitamin D este crescut de ctre PTH, hipocalcemie, hipofosfatemie i de catre fosfatonine (FGF23).Obs. Fosfatoninele sunt proteine, ex: - Fibroblasts Growth Factor-23 (FGF23): - Frizzled-related protein 4 (FRP4) produse de osteoblaste. FGF23 este produs n numeroase esuturi: cord, ficat, tiroid, paratiroide, intestine subire, os al caror rol fiziologic Nu este elucidat. Au fost depistate n osteomalacia indus de unele tumori, unele forme de rahitism, n IRC, hiperfosfatemia fiind principalul stimul al eliberarii lor. Rol: hormoni fosfaturici (inhib reabsorbia n TCP) (FGF23, FRP4) Pierderea funciei FGF23 (n afeciuni genetice rare) este asociat cu hiperfosfatemie, calcificri ectopice, mineralizare anormal.

Efecte: Vitamina D produce hipercalcemie i hiperfosfatemie prin urmatoarele mecanisme (Fig.3): la nivel intestinal: stimuleaz absorbia de calciu i fosfai la nivel osos: - favorizeaz mineralizarea osului (stimuleaz osteoblastele); - activeaz resorbia osului eliberarea de Ca (stimuleaz osteoclastele); - sensibilizeaz osul la aciunea PTH la nivel renal: crete reabsorbia de Ca i fosfai n TD Deficitul de vitamin D determin: RAHITISM (la copil): defect de mineralizare a osului OSTEOMALACIE (la adult). Relaia calcitriol-PTH: - calcitriolul: sensibilizeaz OSUL la aciunea PTH favorizeaz creterea glandei paratiroide 3

determin supresia sintezei i secreiei de PTH -PTH determin: activarea vitaminei D (crete activitatea 1 hidroxilazei) absorbiei intestinale a CaVitamina DSINTEZ diet (400 UI/zi) 7-dehidrocolesterol UV colecalciferol albumine transportoare Ficat 25(OH) colecalciferol calcidiol Intestin: abs. de Ca i fosfat Rinichi: reabs de Ca i fosfai n TD EFECTE

Rinichi (TP) 1, 25 (OH)2 colecalciferol calcitriol

Os: - mineralizarea osului - stimularea osteoclastelor (resorbiei osului) eliberarea de Ca

Figura 3. Sinteza i efectele vitaminei D

3. Calcitonina Este un polipeptid format din 32 de aminoacizi, secretat de celulele C tiroidiene si care se elibereaz rapid n circulaie n caz de hipercalcemie. Hipercalcemia stimuleaz eliberarea calcitoninei prin activarea CASR din celulele C. Calcitonina determin hipocalcemie i hipofosfatemie prin efectele sale: la nivel osos: - inhib resorbia osoas osteoclastic (exist receptori pentru calcitonin la nivelul osteoclastelor; inhib motilitatea, activitatea secretorie i numrul osteoclastelor) - blocheaz resorbia osoas indus de PTH i vitamina D la nivel renal: - fosfaturie, natriurez minor - eliminare de calciuObs.: Interesul clinic acordat calcitoninei se datoreaz: - utilizrii ca marker tumoral n carcinomul tiroidian - utilizrii terapeutice ca inhibitor al resorbiei osoase osteoclastice.

II. Bilanul i repartiia calciului n organism; hipo- i hipercalcemiiRepartiia calciului n organism Calciul este cea mai abundent substan mineral din organism. Este repartizat n organism dup cum urmeaz: 99% n oase: cristale de hidroxiapatit; 1% particip la schimburile cu lichidul extracelular (LEC) tamponarea variaiilor 1% intracelular 0,1-0,2% extracelular 4

Calcemia este de: 8,8-10,4 mg%. Calciul seric se prezint sub 3 forme: calciul nedifuzabil: 40% (este legat de albuminele plasmatice): scderea albuminelor cu 1g % cu 0,75-1 mg % a Ca total creterea cu 0,10 uniti de pH cu 0,16 mg% a Ca total calciul complexat: 10%; cu citrat, fosfat, sulfat (neionizat) calciul ionizat: 50%; - este influenat de pH (Fig. 4) i modificarea concentraiei proteinelor plasmatice; - poate prsi liber compartimentul vascular i s participe la funciile celulare; - poate fi determinat cu electrozi ion-selectivi.

Figura 4. Calciul ionizat variaz n funcie de pH

Bilanul calciului (Fig. 5) Bilanul calciului depinde de: aportul exogen (1000 mg/zi, mai ales sub form de lapte i produse lactate) absorbie (n duoden i jejun): 40% (200-400 mg/zi); necesit acid gastric (mai ales pentru carbonatul de calciu) eliminarea: prin secreiile glandelor digestive (200 mg/zi), fecale (800-1000 mg/zi), renal (200 mg/zi), sudoare la nivel renal: calciul filtrat este reabsorbit n: -TCP: reabsorbie pasiv (65%), paralel cu NaCl -ansa lui Henle: (15-25%) sub aciunea Na+/K+/2Cl- (diureticele de ans l inhib), controlat de PTH -TCD: (5-10%): sub controlul PTH, vitaminei D, fosfatemiei (tiazidele cresc reabs Ca); creterea aportului de sodiu sau cantitatea crescut de Na la nivelul TCD reabsorbia de calciu n TCD Concentraiile serice ale fosfatului i calciului sunt strns legate, influenate de hormonul paratiroidian (PTH) i vitamina D. Produsul: fosfatemie-calcemie este, n mod normal, mai mic de 60. Cnd acest produs este mai mare de 70, cristalele de fosfat de calciu precipit la nivelul esuturilor moi. Hipocalcemia (< 8,8 mg%) Hipocalcemia este scderea sub 8,8 mg% a calcemiei, n condiiile unei concentraii normale a proteinelor plasmatice. Cauze: 1. Capacitate limitat de mobilizare a Ca din os: hipoparatiroidism, hipomagneziemie, pseudohipoparatiroidism 2. Formarea de complexe: cu fosfaii (n hiperfosfatemii, insuficiena renal), proteinele (creterea legrii de proteine la pH-ului), acizii grai (pancreatite), citrat (transfuzii rapide de snge) 3. Reducerea aportului sau absorbiei (malabsorbie, deficit de vitamin D, inhibitorii pompei de protoni) 5

Poate apare i o pseudohipocalcem