4. paratohormona metabolismo del calcio y el fosfato
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FISIOLOGIA VETERINARIA calcio / fosfatoMETABOLISMO Y FISIOLOGÍA
FAUSTO BLADIMIR PANTOJA ESTACIO
Fisiología Veterinaria. 2015
ESTUDIANTE MEDICINA VETERINARIAUNIVERSIDAD DE NARIÑO
Metabolismo del calcio y del
fosfato
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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
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Funciones del calcio
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Distribución del Calcio
Concentración plasmática 4,4 – 5,2 mEq/L
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Formas plasmáticas del calcio
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• La mayoría (99%) del calcio corporal está en el hueso en forma de cristales de hidroxiapatita, que contienen calcio, fósforo y agua.
• El siguiente depósito más grande es el intracelular.
• El calcio está unido a proteínas (albúmina 70%) o contenido en la mitocondria o en los gránulos del retículo endoplásmico.
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Funciones del fósforo
• Células: fosfolípidos membranas• Principal tampón intracelular• Esteres son almacenadores y liberadores de energía (ATP y
fosfocreatina)• Es esencial en el metabolismo de los hidratos de carbono,
grasas y proteínas• Mantiene la integridad celular, posibilitando la contracción
muscular, las funciones neurológicas, la secreción hormonal y la división celular.
• 85% forma libre, inorgánico (Estructura de huesos y dientes)• 15% circula combinado con proteínas.
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Funciones del fósforo
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Distribución del fósforo
Concentración plasmática de fósforo 1-1,7 mMConcentración plasmática de magnesio 1,5- 2 mEq/L
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Formas plasmáticas del fósforo
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MAGNESIO
• La distribución proporcional del magnesio en las formas ionizada, proteica y compleja es similar a la del calcio sérico
• El Magnesio se fija en los mismos sitios de la albúmina que el calcio, aunque su menor afinidad hace que una mayor proporción quede en forma libre o difusiva.
• El magnesio ionizado genera respuestras similares a las del calcio con respecto a la secreción de PTH y CT.
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La regulación de los niveles de calcio, magnesio y fosfato implica el control de su movimiento entre el líquido extracelular y tres órganos corporales:
Hormona paratiroidea (PTH)Calcitonina (CT)
Calciferoles (Vitamina D)
HuesoTracto gastrointestinalRiñones
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ABSORCIÓN INTESTINAL
• Difusión pasiva ---- en presencia de altas concentraciones• Transporte activo --- proteínas transportadoras localizadas en
la cara externa de las células de la mucosa y un sistema de bomba de calcio (líquido intersticial)
• Fosfato ---- mayor en yeyuno que duodeno• Calcio ---- íleon
Este sistema se ajusta según la cantidad de calcio en la dieta.
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RIÑONES• La mayoría de calcio que pasa a los riñones se
REABSORBE, con una pérdida neta de solo el 2% aproximadamente.
• Los iones y complejos NO fijados a la proteína atraviesan el glomérulo renal.
• El calcio se reabsorbe activamente en la rama ascendente gruesa del túbulo distal (Mg)
• Casi todo el fosfato plasmático es filtrado por los glomérulos, pero la capacidad tubular para reabsorberlo es limitada.
• El fosfato es reabsorbido en la porción inicial del túbulo contorneado proximal
CALCIO
FOSFATO
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HUESO
• En el plasma ocurren variaciones en las concentraciones de Ca, P, Mg debido al flujo de estos iones que se produce en el intestino.
• Estas variaciones son amortiguadas gracias a los depósitos situados en hueso.
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GLANDULA PARATIROIDEA
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Glándula paratiroidea (Parathormona)
• Es el principal órgano implicado en el control del metabolismo del calcio y fósforo
• La mayoría de especies tienen dos pares de glándulas paratiroideas Incrustadas en la parte posterior de la glándula tiroides ---- origen endodérmico.
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• Las células paratiroideas que están en proceso activo de secreción hormonal se llaman CELULAS PRINCIPALES.
• Las células inactivas o degeneradas se denominan CELULAS OXIFILAS.
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Glándulas paratiroides
Figure 18.14
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Síntesis….• Proteína de 84
aminoácidos.• La síntesis es similar a las
de las otras hormonas proteicas.
• Se metaboliza rápidamente en el hígado y los riñones
• Semivida en sangre relativamente corta (5-10 minutos)
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Funciones…
• Aumentar las concentraciones de Calcio y disminuir las de fosfato en los líquidos extracelulares.
• Estimula la transferencia de calcio a través de la membrana osteoblasto-oseocitaria.
• En hueso estable ---Aumento de la actividad de los osteoclastos e inhibe la de los osteoblastos ---- Resorción ósea.
HUESO:
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• Actúa sobre los túbulos contorneados distales (rama ascendente del asa de Henle) para incrementar la absorción de calcio y sobre los túbulos proximales para reducir la reabsorción renal de fosfato (fosfaturia).
• La PTH incrementa la reabsorción de Mg sobre la rama ascendente del asa de Henle.
• Participa en la activación de la vitamina D en el riñón ( estimula la síntesis de la 25- hidroxi-vitamina D-1-alfa-hidroxilasa), a través de la cual media la absorción de calcio desde el intestino.
RIÑONES
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Control de la secreción…
• La secreción de la PTH está controlada por las concentraciones de Calcio libre (ionizado) en la sangre.
• Niveles bajos (Hipocalcemia)---- estimulan la secreción hormonal (metabolismo de AMP cíclico)
• Adrenalina (E)• Sueño (E)• 1,25-(OH)2-vitamina D (I)
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[Ca2+] libre
Efectos de la hormona paratiroidea
Calcio de reserva (fosfato cálcico)
Reabsorción de calcio
Liberación de calcio del hueso y
Aumento de los niveles de calcio libre en plasma
Hormona paratiroidea
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CALCITONINA
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Efectos de la hormona calcitonina
La calcitonina se secreta por las células parafoliculares del tiroides
La calcitonina tiene los efectos opuestos a los de la hormona paratiroidea y estimula la formación de hueso. La calcitonina es importante en situaciones de gran demanda de calcio
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• Disminuye el movimiento de calcio desde el depósito al líquido extracelular y reduce la reabsorción ósea ----- efecto inhibidor sobre los osteoclastos.
• Incrementa el movimiento del fósforo desde el líquido extracelular al hueso.
La calcitonina produce hipocalcemia e hipofosfatemia:
HUESO
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Otras acciones sobre hueso…..
• Efecto estimulante sobre la formación y el desarrollo del cartílago de crecimiento.
• Una mayor producción de glucoproteínas y de colágeno óseo en los osteoblastos
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• Incrementa la excreción renal de calcio y fósforo
• En el intestino para ser que inhibe la absorción de Calcio, sin afectar la de fósforo
• Inhibe la actividad gastrointestinal mediante la inhibición directa de la secreción ácida gástrica.
RIÑON
INTESTINO
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Control de la secreción…
• Las concentraciones elevadas de calcio producen un incremento de la secreción de calcitonina.
• Hormonas gastrointestinales (gastrina, secretina, colecistocinina)
• Glucagón
Limitan la hipercalcemia posprandial
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Ca2+
osteoblastoosteoclasto
Ca2+
Los osteoblastos depositan calcio en el hueso, y los osteoclastos lo devuelven al plasma
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Plasma Ca2+absorción
eliminación
La absorción y la eliminación de calcio están en equilibrio
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calcitonina
Ca2+
osteoblastoosteoclasto
Ca2+
parathormona
La calcitonina y la parathormona tienen efectos opuestos
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osteoclasto
Ca2+
parathormona
La paratormona aumenta la concentración de en el plasma por su efecto en el hueso y en el riñón
Eliminación de Ca2+por la orina
Aumenta la reabsorción
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Ca2+ calcitonina El calcio se deposita en el hueso
Ca2+ paratormona El hueso libera calcio al plasma y el riñón reabsorbe calcio
La calcitonina y la paratormona tienden a mantener constantes los niveles de calcio en el plasma
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Figure 18.15
Regulación homeostática de la concentración de iones de calcio
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CALCIFEROLES (VITAMINA D)
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La vitamina D puede considerarse una hormona o una vitaminaVitamina: cuando se obtiene por la dietaHormona: cuando se sintetiza desde un precursor en la piel por acción de los rayos solares (molécula esteroidea)
Calcio en la Dieta
Sin Vitamina D se absorbe pococalcio
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Existen dos formas de la vitamina D:
• Derivado del colesterol (esterol animal) Colecalciferol (D3)• Derivado del ergosterol (esterol vegetal) Ergocalciferol (D2)
7-dehidrocolesteol(Piel de los mamíferos)
Precursor específico de la vitamina D3
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Absorción…
• Normalmente entre el 50 y 90% de la vitamina D (D2, D3) contenida en la dieta es absorbida en el duodeno y yeyuno.
• Junto a la sintetizada en la epidermis, forma una reserva común de prohormonas que circularán en sangre y/o serán almacenadas, principalmente en el tejido adiposo y músculo.
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Transporte….
• En el plasma la vitamina D y sus metabolitos circulan ligados a una proteína fijadora de vitamina D (DBP) producida en el hígado --- TRANSCALCIFERINA.
• La concentración plasmática de ésta proteína es independiente de los niveles de vitamina D.
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Metabolismo….
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Colecalciferol (vitamina D)
25 hidroxicolecalciferol
1, 25 dihidroxicolecalciferol(forma activa)
La hormona 1, 25 dihidroxicolecalciferol se sintetiza a partir de la vitamina D
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Control de la secreción….
• Los descensos de las concentraciones de calcio estimulan la secreción de PTH, lo que a su vez promueve la síntesis de la vitamina D activa y un aumento en la absorción intestinal de calcio
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• Las concentraciones séricas elevadas de fosfato estimulan una enzima que estimula la hidroxilación del C-24 ( en lugar de C1) en el riñón ----- 24,25-(OH)2-vitamina D ----- Molécula inactiva.
• La molécula activa 1,25 (OH)2-vitamina D, también se regula a sí misma mediante el descenso de la C-1 hidroxilasa y aumentando la de la C-24 hidroxilasa.
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• Las hormonas relacionadas con la gestación, como la prolactina, la hormona de crecimiento, incrementan la producción de vitamina D activa mediante la hidroxilación de C-1
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Excreción….
• Se lleva a cabo principalmente vía la circulación enterohepática.
• Vida media ----- 5 días• Debido a que es una vitamina liposoluble su
eliminación es un proceso lento.• Un exceso en su ingestión lleva a un gran
aumento de su contenido en los tejidos y suero.
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Funciones….
• Ejerce su principal actividad biológica a través de receptores intracelulares específicos.
Elevar los niveles de calcio en sangre
Intestino, Riñón, Hueso
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• Aumento de la absorción de calcio en el tracto gastrointestinal.
• Estimulación de la síntesis de proteínas en las células de la mucosa, que contribuyen en el paso.
• Estimula la síntesis de la fosfatasa alcalina y ATPasa Ca-dependiente.
INTESTINO:
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La hormona 1, 25 dihidroxicolecalciferol estimula la captación de calcio en el intestino
Ca2+
1, 25 dihidroxicolecalciferol
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Ca2+
Na+
Ca2+
LUZ INTESTINAL
La hormona 1, 25 dihidroxicolecalciferol estimula la captación de calcio en el intestino
1, 25 dihidroxicolecalciferol
receptor
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• Induce el movimiento de los iones de calcio desde el depósito lábil del hueso hacia los líquidos extracelulares y la resorción ósea.
• Potencializa los efectos de la PTH en el metabolismo óseo del calcio.
• Estimula indirectamente la mineralización.
HUESO
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• La vitamina D ejerce acciones similares a la Parathormona.
• Facilita la reabsorción del Calcio• Incrementa la respuesta del túbulo a la PTH
RIÑON
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Ca2+
calcitonina
paratormona
Vitamina D
Las tres hormonas controlan la cantidad de calcio en el hueso y sus niveles en plasma
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