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FACULTAD DE QUÍMICADEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

CURSO DE BIOQUÍMICA CLÍNICA(CLAVE 1807)

Licenciatura de QFB

Prof. Laura Carmona SalazarSemestre: 13-II

Este material es exclusivamente para uso educativo y no de lucro

METABOLISMO ÓSEO Y MINERAL

GENERALIDADES DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ESQUELÉTICO

• Representa casi un quinto del peso del cuerpo• A excepción del hueso hioides, todos los demás se

encuentran articulados entre sí, soportados por estructurasconectivas complementarias como ligamentos, tendones,músculos y cartílagos

• Proporciona un armazón de palancas rígidas y placas estables• Proporciona un armazón de palancas rígidas y placas establesque permiten múltiples movimientos

• Es sostén de todas las demás partes que conforman el cuerpo• Es protector de ciertos órganos• Se encuentra integrado funcionalmente con el sistema

cardiovascular, ya que produce nuevas células para la sangre• Es depósito de minerales importantes• Presenta un sistema de reparación integrado

ANATOMÍA DEL SISTEMA ESQUELÉTICO

El esqueleto promedio consta de 206 huesos:

ESQUELETO AXIALEl cráneo, la columna vertebral, las costillas y el esternón

80

esternón

ESQUELETO APENDICULARHuesos de hombros, brazos, muñecas, manos, caderas, piernas, tobillos y pies

126

ESTRUCTURA DE LOS HUESOSEs un tipo de tejido conjuntivo pero de gran dureza y muy ligero. Esta formado por fibrasproteicas y células especializadas. Se destruye y construye constantemente, ajustando sutamaño y forma durante el crecimiento, tras una lesión o en respuesta a un esfuerzo prolongado

COMPOSICIÓN DEL HUESO

• CÉLULAS ESPECIALIZADAS:

Células osteoprogenitoras

OSTEOBLASTOS

OSTEOCITOS

OSTEOCLASTOS

FORMACIÓN

RESORCIÓN

• FIBRAS DE PROTEÍNA.- 90 % Colágeno > osteocalcina> osteonectina>osteopontina

• MATRIZ DE AGUA, CRISTALES, SALES MINERALES.-Calcio y fosfato en forma de cristales de hidroxiapatita

OSTEOCLASTOS RESORCIÓN

DISTRIBUCIÓN DEL CALCIO

CALCIO

causa excitación del SNC

DETERMINACIÓN DE CALCIO

DETERMINACIÓN DE FÓSFORO

LA HOMEOSTASIS DE LOS NIVELES DE CALCIO Y FÓSFORO

INVOLUCRA LA PARTICIPACIÓN DE TRES HORMONAS:

VITAMINA DHORMONA PARATIROIDEA O PARATIRINA (PTH)

CALCITONINACALCITONINA

PRODUCE RESPUESTA EN TRES ORGÁNOS BLANCO:HUESORIÑÓN

INTESTINO

VITAMINA D

Es una hormona involucrada en un complejo sistema endocrino queregula:�La homeostasis mineral�Protege la integridad del esqueleto�Modula el crecimiento y diferenciación de una amplia variedad detejidos

Hígado y riñón son los encargados de producir el calcidiol o 25-Hígado y riñón son los encargados de producir el calcidiol o 25-hidroxivitamina D3 (forma circulante de vitamina D más abundante) y elcalcitriol o 1-α,25-hidroxivitamina D3 (la forma biológica más activa),respectivamente.

La [calcidiol] es el índice más fiable para definir situaciones de déficit,insuficiencia, hipovitaminosis, suficiencia y toxicidad de vitamina D

FORMACIÓN Y ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS DIFERENTES COMPONENTES DEL SISTEMA VITAMINA D

SE UNE A SU RECEPTOR QUE ES DE TIPO ESTEROIDEO

LLEVA A CABO SU FUNCIÓN A NIVEL NUCLEAR

FUNCIONES DE LA VITAMINA D SOBRE EL CALCIO

a. Induce proteínas implicadas en la absorción intestinalde calcio y fosfato

b. En ausencia de calcio en la dieta, lo moviliza de loshuesos a través de estimular las células óseasespecializadas, es decir potencia la actividad deosteoblastos y osteoclastos. Dicha acción involucratambién la participación de la paratirina (PTH)también la participación de la paratirina (PTH)

c. Ambas hormonas D y PTH son encargadas de laresorción del calcio filtrado a través del túbulo renaldistal

d. La vitamina D también participa durante la iniciacióndel modelado y remodelado óseo y sus reparacionescorrespondientes

PTH

Se sintetiza como preprohormona de 115 aa

Se rompe para formar la prohormona de 90 aa

Pierde entre 6 o más aa y se secreta “Forma intacta” t1/2 15 a 20 min

Puede sufrir otras dos fragmentaciones N- C- terminal

[Calcio] ionizado, el magnesio y fósforo regulan su síntesis y secreción

MECANISMO DE ACCIÓNInvolucra un receptor membranal (7TM) que activa a la Involucra un receptor membranal (7TM) que activa a la adenilato ciclasa e involucra la participación del AMPc

LA PTH ESTIMULA EL AUMENTO DE CALCIO EN SANGRE

EN EL SISTEMA ESQUELÉTICOLAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS CONTROLAN LA FORMACIÓN Y

PROCESOS DE RESORCIÓN

LOS OSTEOBLASTOS Y OSTEOCITOS REGULAN LA SÍNTESIS DE HUESO NO MINERALIZADO

LOS OSTEOCLASTOS CONTROLAN LOS PROCESOS DE RESORCIÓN Y APORTAN CALCIO AL LÍQUIDO

EXTRACELULAR

FUNCIONES DE LA PTH

• Regula la formación ósea. Este efecto anabólico lo ejerce a través de la estimulación de la proliferación e inhibición de la apoptosis de los osteoblastos.de los osteoblastos.

• Regulación de la resorción ósea

• Acoplamiento entre la formación y resorción ósea.

INTERELACIÓN DE LA VITAMINA D CON LA PTH Y SUS ÓRGANOS DIANA Y EL CALCIO

REMODELAMIENTO ÓSEO

Es un proceso normal y saludable de los huesos. Es un proceso dinámicoy acoplado en el que se da una continua destrucción (resorción) delhueso viejo por los osteoclastos y formación de hueso nuevo por lososteoblastos

REGULACIÓN

�Factores mecánicos�Hormonal (PTH, Vit D, hormonas tiroideas, estrógenos, cortisol, hormona de crecimiento, andrógenos)�Factores de crecimineto�Citocinas (IL-1 y IL-6)

HORMONA HUESO RIÑÓN INTESTINO

PTH Resorción de Ca y PO4 Reabsorción de Ca y PO4 Absorción de Ca y PO4

VITAMINA D Resorción de Ca y PO4 Reabsorción de Ca y PO4 Absorción de Ca y PO4

CALCITONINA Resorción de Ca y PO4 Reabsorción de Ca y PO4 Ninguna

EFECTOS DE LAS HORMONAS REGULADORAS DEL CALCIO

LOS MARCADORES ÓSEOS BIOQUÍMICOS SON UN REFLEJO DE ESTE PROCESO DE REMODELACIÓN Y PUEDEN SER MEDIDOS EN SANGRE Y EN ORINASANGRE Y EN ORINA

MARCADORES DE RESORCIÓN ÓSEA

• Producto de la síntesis de los osteoclastos

Fosfatasa ácida tartrato resistente (FATR)

• Productos de degradación de la matriz mineral

Calcio urinario

• Productos de degradación del colágeno

�Hidroxiprolina

�Enlaces (Crosslinks) de colágeno: piridinolona y deoxipiridinolina

�Telopéptidos Nterminal de colágeno tipo I (NTx)

TRANSTORNOS DE LOS HUESOS

FRACTURASCIÁTICALATIGAZO CERVICALPROLAPSO DISCAL (HERNIA DISCAL)OSTEOMIELITIS.- Infección de un huesoOSTEOPOROSIS.- Pérdida de tejido óseo, que lo vuelve más débil y quebradizo, fácil de rompersey quebradizo, fácil de romperseOSTEOMALACIA.- Pérdida de calcio y fósforo, usualmente debido a deficiencia en vitamina DENFERMEDAD DE PAGET.- Deformación óseaCÁNCER DE HUESOS

¿CUÁNTO CUESTA TRATAR A LAS MUJERES CON OSTEOPOROSIS EN MÉXICO?