Sistema endocrí - Calci i fòsfor (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Fisiologia Animal
Año del apunte 2014
Páginas 10
Fecha de subida 02/11/2014
Descargas 9
Subido por

Vista previa del texto

SISTEMA ENDOCRI (VI) – Calci i fòsfòr (Metabòlisme Ca-P) HOMEÒSTASI DE Ca2+ / P ORGÀNICS – Calci L’homeòstasi del Ca2+ va lligada a la del fòsfor – el balanç de Ca2+/P orgànic i la formació d’ossos i dents estan regulats per un sistema que implica les accions coordinades d’almenys tres components: vitamina D, hormona paratiroidea i calcitonina.
En condicions normals, el balanç de Ca2+ és neutre (tant se n’ingereix com se n’expulsa).
El Ca2+ orgànic es troba en dos pools bàsics: en els ossos o fora dels ossos.
Prop d’un 99% el trobem en ossos, on el trobem o bé en formes estables cristal·lines (hidroxiapatita) o bé el trobem intercanviable o de fàcil solubilització (es canvia amb el plasma). Fora dels ossos, en un 1%, trobem Ca2+ plasmàtic (en sang).
En plasma pot ser no difusible (lligat a proteïnes, globulines i sobretot albúmina) o pot ser difusible (iònic lliure i formant complexes, com ara HCO3-, PO43-, etc).
Dins aquest Ca2+ difusible, el ió Ca2+ lliure és important perquè l’organisme és el que utilitza per regular la calcèmia (nivells de Ca2+ en l’organisme).
De que depèn el balanç de Ca2+? Del tractament del Ca2+ en l’intestí i en el ronyó. En ambdós hi ha mecanismes d’absorció i de secreció.
- Absorció intestinal de Ca2+ o o o o Duodè, transport actiu Associat a l’absorció de fosfats arrossegats a favor de gradient elèctric Controlats per vitamina D i PTH (paratohormona) Mecanisme adaptable: [Ca2+] dietètic. Si un no té necessitat de Ca2+, no l’absorbeix.
o Mecanismes de secreció (independents de l’absorció) - Reabsorció renal de Ca2+ o La major part del que hi ha al plasma es filtra i va a la orina però es reabsorbeix amb molta eficàcia (un 75%) o Aquesta manipulació és hormona dependent – depèn de la PTH HOMEÒSTASI DE Ca2+ / P ORGÀNICS – Fòsfor En adults sans, hi ha un balanç neutre.
També trobem 2 pools bàsics: 85% en els ossos i 15% fora dels ossos. D’aquest 15%, unes 2/3 parts estan formant compostos orgànics (àcids nucleics, fosfolípids, ATP).
L’altre 1/3 és fòsfor inorgànic.
- Absorció intestinal de fòsfor o Duodè, transport actiu o Difusió passiva lligada al Ca2+ o Els factors que augmenten l’absorció de Ca2+ també faciliten la de P: vitamina D i PTH - Absorció renal de fòsfor o Filtrat lliure glomerular (va a la orina però es reabsorbeix molta eficàcia).
En general, en qualsevol organisme sa, es dóna un equilibri entre aquests dos ions, de manera que el seu producte és constant: Ca2+ x P = CONSTANT (si tens poc Ca2+ acostumes a tenir pocs fosfats).
El dipòsit bàsic és l’os.
FISIOLOGIA DE L’OS Trobem bàsicament 2 compartiments: una matriu orgànica (on trobem col·lagen i proteoglicans tals com l’àcid hialurònic i el condroitin sulfat) i una matriu mineral. En aquestes matrius, sobretot la mineral, en ser teixit viu, hi ha immersos varis tipus de cèl·lules que el mantenen metabòlicament actiu. Ens interessen 4 tipus de cèl·lules: - Osteoblasts: cèl·lules formadores d’os – transformen la matriu orgànica en mineral. Tenen una fosfatasa alcalina que genera els cristalls precipitats de hidroxiapatita.
- Osteòcits: osteoblasts immersos en la matriu mineral, rodejades del que elles secreten; mantenen l’estructura de l’os, fan que sigui una estructura dinàmica.
- Osteoclasts: cèl·lules destructores d’os.
Trenquen la matriu mineral. Per què? L’os és una reserva de Ca2+, però si es necessari obtenir-ne, n’alliberen d’aquesta manera. Tenen l’enzim fosfatasa àcida, el qual és marcadors d’aquesta activitat cel·lular (funcionen com a marcadors).
- Cèl·lules stem cells (osteoprogenitores) – fan el que els sembla.
En la matriu mineral trobem 2 tipus de dipòsit de Ca2+: - Calci estable: fosfat càlcic, hidroxiapatita - Calci intercanviable: barreja de sals de Ca2+ i fosfat Perquè hi ha dos pools? Perquè el Ca2+ intercanviable és de ràpida mobilització (intercanvi ràpid amb la sang) mentre que l’estable és intercanviable però més lent.
Només s’intercanvia si tenim una deficiència prolongada de Ca2+.
REMODELACIÓ ÒSSIA L’os és un teixit dinàmic – es dóna un procés de remodelació òssia continua. Quan creixem, la deposició d’os > a la reabsorció. Un cop hem crescut, els adults tenen un equilibri entre activitat osteoblàstica i osteoclàstica (s’igualen la reabsorció i la deposició).
REGULACIÓ HORMONAL Aquests processos estan sota control hormonal – depenen de PTH, de calcitonina i de 1,25 DHC (forma activa de la vitamina D).
FISIOPATOLOGIA DEL METABOLISME OSSI Si els processos s’alteren, tenim fisiopatologies – tenim osteosclerosi si es dóna un augment de mineralització, o bé una osteopenia si es dóna una pèrdua de teixit mineralitzat, provocant raquitisme/osteomalàcia i osteoporosi.
Com funcionen aquestes 3 hormones per regular els nivells de Ca2+? VITAMINA D (1,25 – DHC) L’homeòstasi de Ca2+/P depèn d’un metabòlit actiu de la vitamina D, el 1,25 – DHC.
Donat que és produïda en l’organisme i secretada en sang per actuar en teixits diana, se la considera una hormona.
És una vitamina liposoluble. Pot derivar d’un aportament exogen (dietètic) però també se sintetitza endògenament! És un derivat del colesterol – en el cos fem 7dehidrocolesterol, el qual és inestable i sensible a la llum: per UV es catalitza una reacció de canvis de dobles enllaços en el segon anell del 7-dehidrocolesterol i obtenim una pre-vitamina D (isomerització).
Es produeix normalment a la pell perquè és on arriba la llum amb més facilitat (per tant la pell és una font de vitamina D). Aquesta pro-vitamina D és una molècula també inestable i ràpidament es trenca l’estructura de l’anell i es forma una estructura lineal que anomenem colecalciferol.
El colecalciferol passa a sang on hi ha un proteïna transportadora de vitamina D anomenada transcalciferina i així arriba al fetge. Allà, hi ha un enzim que és una vitamina D3 que la hidroxila en la posició 25 (25-hidroxilasa) i forma finalment el 1,25 DHC també anomenat calcidiol. Aquest compost torna a la sang i passa pel ronyó, on hi ha enzims que el reconeixen. Concretament hi ha 2 enzims: un és el 25(OH)D3-1hidroxilasa, i l’altre és el 25(OH)D3-24-hidroxilasa. Llavors, els DHC poden o bé interaccionar amb el 2n enzim que li posarà un hidroxil en la posició 24, o bé interaccionar amb el 1r enzim i quedar-se igual. Per tant, un cop ha passat pel ronyó, segons l’enzim que hi actua tindrem o 1,25DHC o 24,25 DHC (el 1,25 és la forma activa de la vitamina; el 24,25 és un metabòlit inactiu de la vitamina D3, és una manera d’eliminar excessos de vitamina D3, ja que les vitamines liposolubles són tòxiques en excés).
REGULACIÓ DE LA SÍNTESI El fetge és el 1r punt de control, i hi trobem la reacció d’hidroxilació regulada pel producte de reacció. En el ronyó trobem el 2n punt de control, on hi ha factors extrarenals que inhibeixen la síntesi (balanç 2+ Ca /fosfat en el plasma) i també factors que n’estimulen la síntesi, com ara l’hormona PTH, els estrògens, la prolactina.
ACCIONS HORMONALS MECANISME D’ACCIÓ - Difusió a l’interior de les cèl·lules diana - Receptors intracel·lulars (citoplasmàtics i nuclears) - Acció nuclear (modulació de la transcripció) ACCIONS BIOLÒGIQUES - ↑ la síntesi de proteïnes lligadores de Ca2+ - ↑ els nivells extracel·lulars de Ca2+ i fosfat - 3 teixits bàsics: o En l’epiteli intestinal: ↑ l’absorció de Ca2+, Mg i fosfat – Magnesi perquè és un ió que va molt estretament relacionat al Ca2+ i al fosfat.
Estructuralment s’assemblen. És un mecanisme adaptable a les condicions dietètiques.
o Ronyó: ↑ reabsorció de Ca2+ i fosfat.
o Os: ↑ mobilització de Ca2+ i fosfat (s’inhibeix l’activitat osteoblàstica).
L’efecte net és d’hipercalcèmia.
- Altres: inhibició síntesi PTH i ↑ captació muscular de Ca2+ (augmenta la capacitat contràctil).
FISIOPATOLOGIA Raquitisme – deficiència 1,25 DHC en períodes de creixement.
- Falta de vitamina D en animals en creixement (no es mineralitza correctament).
- Hipocalcèmia i falta de mineralització de l’os.
Osteomalàcia – deficiència 1,25 DHC en períodes de no creixement - Falta de vitamina D en animals adults.
- Descens de depòsits ossis de Ca2+ i fosfato.
- Augment activitat osteoclàstica (l’os perd consistència).
PTH – Paratohormona Hormona produïda per les glàndules paratiroides. És la hormona més important controlant l’homeòstasi de Ca2+/P/Mg2+ interactuant amb 1,25-DHC i calcitonina.
07/04/14 REGULACIÓ DE LA SÍNTESI Se sintetitza en les 4 glàndules paratiroides. En les glàndules paratiroides distingim les cèl·lules principals (productores de PTH) i les cèl·lules oxifíliques (no se sap què fan, no estan presents en tots els animals).
Se sintetitza des d’una preprohormona de 110 AA, es passa a una prohormona de 90 AA per obtenir la PTH de 84 AA.
També se sintetitzen pèptids amb efectes biològics similars a la PTH i mediats per receptors de la PTH però que no són PTH – els anomenem PTHrp. Són molt abundants en el fetus, i estan produïts per la glàndula paratiroides (pell, glàndula mamària lactant) i allà el que fan es augmentar el transport de Ca2+en la placenta.
MECANISME D’ACCIÓ L’hormona s’uneix a receptors, s’activa l’adenilatciclasa (AC), augmenta la síntesi d’AMPc i això s’acobla a receptors de Ca2+ provocant un augment de la permeabilitat de membrana pel Ca2+ i generant així un augment dels mecanismes de transcripció a nivell nucel·lar. Aquests mecanismes d’acció estan afavorits per la presència d’1,25DHC, per tant, quan n’hi ha, aquests efectes es mostren plenament.
EFECTES BIOLÒGICS Té bàsicament tres teixits diana.
L’OS – afavoreix els mecanismes d’osteòlisi per efectes sobre osteòcits i osteoblasts (activació d’osteoclast – mobilitzem Ca2+ de l’os i l’alliberem al plasma, desmineralització activa de l’os) – és una hormona netament hipercalcemiant (com la 1,25-DHC).
INTESTÍ – augmenta l’absorció de Ca2+ i fòsfor. Aquí ve un punt clau amb la interacció amb 1,25DHC – no hi ha receptors per la PTH però hi ha efectes; hi ha un efecte indirecte a través de la inducció de la síntesi de 1,25-DHC (augmenta l’absorció de Ca2+ i fòsfor).
RONYÓ – té efectes directes sobre les funcions renals – retenció de Ca2+, Mg2+, NH3 i H+. Augmenta l’excreció de fosfats i AA i augmenta la síntesi de 1,25DHC.
PARADOXA – Si el balanç de Ca2+/ P és constant, com és que 1,25-DHC fomenta l’absorció de Ca2+ i fosfat a l’intestí? Perquè el ronyo salva Ca2+ i excreta fosfat. Taxan.
CONTROL DE LA SECRECIÓ ESTIMULANTS – La hipocalcèmia (responen a la fracció de Ca2+ iònic; si baixa, la PTH s’estimula, produeix hipercalcèmia, i llavors s’inhibeix per feedback). L’efecte és directe perquè hi ha receptors sensibles a Ca2+ extracel·lular. L’altre estimulant és el P pel balanç de Ca2+/fosfat.
INHIBIDORS – 1,25-DHC és estimulat per feedback negatiu de la PTH. L’altre factor és el nivell de magnesi – hipomagnesèmia. Les cèl·lules fol·liculars paratiroides requereixen magnesi en les processos d’alliberació de la PTH.
CALCITONINA – Tirocalcitonina Hormona hipocalcemiant d’accions oposades a la PTH. És el yang de la PTH.
REGULACIÓ DE LA SÍNTESI Es tracta d’un polipèptid de 32 AA. En els mamífers se sintetitza en les cèl·lules parafoliculars del tiroides (cèl·lules C); en els no vertebrats, en les glàndules ultimobranquials. També hi ha fonts extratiroides.
EFECTES BIOLÒGICS Té efectes nets hipocalcemiants – afavoreix la deposició de Ca2+ en l’os. Disminueix l’activitat i producció d’osteoclasts i s’afavoreix per tant la formació d’os. També té efectes renals – s’afavoreix l’excreció urinària de Ca2+, fosfats i Na+.
Malgrat aquestes accions, és una hormona poc important en adults. En els joves en creixement és important en el desenvolupament de l’os. En els adults es considera que la única funció rellevant que tenen és en femelles gestants, ja que és un factor de protecció òssia – a vegades s’inicien processos d’osteoporosi (evita que el fetus descalcifiqui els ossos de la mare). En mascles l’efecte metabòlic modulador suggerit és de factor protector davant d’estats d’hipercalcèmia postprandial (després dels àpats).
No hi ha fisiopatologies descrites.
CONTROL DE LA SECRECIÓ ESTIMULANTS – Hipercalcèmia. Se secreta per efecte d’hormones gastrointestinals (pels efectes que pot tenir de protegir d’estats hipercalcèmics després d’àpats).
Els efectes són ràpids i de curta duració.
Hi ha un equilibri entre PTH i calcitonina (gràfic) – estan relacionats amb el nivell de Ca2+ en plasma. En condicions normals ens movem en el punt mig en que es creuen ambdues línies.
CONTROL I INTEGRACIÓ DE LA CALCÈMIA RESPOSTA COMPENSATÒRIA DE LA HIPOCALCÈMIA – PTH ...