Este documento describe la fisiología y fisiopatología del calcio. En 3 oraciones: Resume la distribución normal del calcio en el cuerpo, los mecanismos fisiológicos que controlan los niveles de calcio, como la absorción intestinal, metabolismo óseo y excreción renal, y las causas comunes de hipercalcemia como el hiperparatiroidismo primario y secundario.

1. FISIOLOGÍA Y
FISIOPATOLOGÍA
DEL CALCIO
LAURA ISABEL PÁRAMO DÍAZ
UNIVERSIDAD DE LA SABANA
DEPARTAMENTO DE FARMACOLOGIA CLINICA Y TERAPEUTICA

2. PROCESOS FISIOLOGICOS
VITALES
Contracción muscular
Señalización intracelular
Excitabilidad neuronal
Formación de hueso

3. VALORES NORMALES
• Calcio total: 8.8-10,4mg/dl
• Calcio ionizado:4,5-5,1mg/dl
• Requerimientos diarios: 400-1000mg

4. DISTRIBUCIÓN
Esqueleto
•99%
Intracelular
•Retículo endoplasmático
•Mitocondria
Extracelular
•Ca libre (45%)
•Ca unido a proteínas plasmáticas (45%)
•Complejos con aniones como citrato, sulfato y
fosfato (10%)

5. Ca Y ALBUMINA
• 90% del Ca unido a proteínas se encuentra unido a albumina.
• 1g de albumina  une 0.8mg/dL de Ca.
Calcio total corregido=
Ca actual + 0.8 (4-albumina actual)

6. Ca y pH
• Efecto modulador
• Aumento en el pH
Protones se
disocian
Ca se une a la
albumina
Reduce la
concentración
de Ca libre
Reduce la
capa
catiónica
asociada a la
membrana
celular
Serum Albumin
in Action
Aumentar pH 0.1 unidades
 calcio unido a proteínas
aumenta 0.12mg/dL
Pooler J.P, Vander's Renal Physiology 8e.
McGraw –Hill ;2013

7. BALANCE DE Ca
Absorción intestinal (duodeno y colon)
Metabolismo óseo
Excreción renal
Pooler J.P, Vander's Renal Physiology 8e.
McGraw –Hill ;2013

8. ABSORCIÓN INTESTINAL
• Menos del 50% del Ca
ingerido se absorbe.
• La mayoría se absorbe
por difusión paracelular
en el intestino delgado.
• Una pequeña parte se
absorbe de forma activa
en el duodeno.
1
2
3

9. METABOLISMO ÓSEO
• Reservorio de Ca
• Cristales de hidroxiapatita (99%)
• Mínima proporción (0.5-1%) se intercambia con
el liquido extracelular.

10. METABOLISMO ÓSEO
• Flujo rápido: Ca intercambiable (550mg)
• Flujo lento: Ca estable  Remodelación ósea

11. RENAL
• Reabsorción (98%)
• Excreción (2%)
65%
Túbulo
contorneado
proximal
20%
Rama
ascendente
gruesa del asa
de Henle
15%
Túbulo
contorneado
distal y túbulo
colecto
Pooler J.P, Vander's Renal Physiology 8e.
McGraw –Hill ;2013

12. TUBULO CONTORNEADO
PROXIMAL
• 65% de la reabsorción
• Transporte pasivo
• Reabsorción de agua y Na
• No proporciona una regulación independiente.

13. RAMA ASCENDENTE GRUESA DEL
ASA DE HENLE
• 20% de la reabsorción
• Transporte pasivo por vía
paracelular
• Paracelina 1 .

14. TÚBULO CONTORNEADO DISTAL
• 15% de la reabsorción
• Transporte activo
• Regulado por la PTH, vitamina D y calcitonina.
TRPV5

16. CONTROL HORMONAL
• Propósitos
• Corto plazo: mantener nivel de Ca plasmático
dentro de un rango que no perturba la función
excitatoria celular.
• Largo plazo: asegurar suficiente calcio total
para mantener la integridad ósea.
PTH VITAMINA D CALCITONINA

17. PTH
• Células principales de la paratiroides.
• Receptores sensoriales de Ca (CaSR) en las células de la
paratiroides censan un descenso en los niveles de Ca.
• Prepropeptido pro - PTH PTH
• PTH péptido 84aa que se libera de forma continua.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

18. P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

19. PTH
• A nivel hepático y renal la PTH se degrada a
fragmentos amino-terminal (PTH 1-34) y
carboxi-terminal.
• Los fragmentos amino-terminales (10%) son
biológicamente activos con vida media corta
(4-20 minutos).
• Los fragmentos carboxi-terminales (80%) no
tienen actividad biológica y tienen una vida
media más larga.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

20. REGULACIÓN DE LA LIBERACIÓN
DE PTH
1. Concentración sérica de Ca
2. Vitamina D
3. Fosfato 
• Hiperfosfatemia  aumento PTH
Reduce la actividad de la Fosfolipasa A y la formación
del ácido araquidónico removiendo el efecto
inhibitorio sobre la liberación PTH.
Insuficiencia Renal Crónica
• Hipofosfatemia  reducir de RNAm PTH y
la PTH libre.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

21. REGULACIÓN DE LA LIBERACIÓN
DE PTH
4. Magnesio
• Hipomagnesemia frecuentemente asociada a
hipocalemia.
• Deterioro de la capacidad de liberación de PTH
• Evita la capacidad de respuesta del hueso a la
resorción.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

22. EFECTOS CELULARES DE LA
PTH
• Aumento del Ca plasmático
• PTHR1, PTHR2, PTHR3 acoplados a la proteína G
• Efectos:
• Aumenta la reabsorción renal de Ca
• Movilización de Ca desde la médula
• Absorción intestinal de Ca (a través de la Vitamina D3.)
• Aumenta la activación de 1α-hidroxilasa
• Aumenta la excreción renal de fosfato.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

23. EFECTOS CELULARES DE LA
PTH
Renal
• Túbulos distales  Estimula directamente reabsorción
Ca 2 +
• Estimula la inserción y la apertura de la apical de canal
Ca 2 +
• Disminuye la reabsorción renal (e intestinal) de fosfato
por la disminución de la expresión cotransportador Na + /
PO 4
2 - del tipo II
• Estimula la actividad de 1α-hidroxilasa.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

24. P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

25. EFECTOS CELULARES DE LA
PTH
Hueso
• Flujo rápido y lento de Ca.
• Activación de la resorción ósea  unión a
receptores en los osteoblastos  aumento de
los niveles de Ca.

27. VITAMINA D
• Dieta y la acción de la luz solar a partir de precursores de
colesterol.
• Calcitriol (vitamina D activada)
• 2 precursores: colecalciferol (piel) y ergocalciferol
(plantas)
• Resultado de 2 pasos de hidroxilación (hepática y
renal)
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

28. P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

29. EFECTOS CELULARES DEL
CALCITRIOL
• Aumentar los niveles de Ca
• Unión a un receptor de esteroides de vitamina D
• Los efectos :
1. Aumentar absorción intestinal de Ca 2 +
2. Facilitar la reabsorción de calcio mediada por PTH
en los túbulos renales distales.
3. Suprimir la síntesis y liberación de la PTH de la
glándula paratiroidea.
4. Regulación de la resorción y formación ósea.
P.E Molina , Endocrine Physiology, 4e,
Mc Graw- Hill, New York 2013

30. CALCITONINA
• Se produce en las células parafoliculares de la
glándula tiroides.
• Derivado de la procalcitonina.
• Las elevaciones en plasma de Ca 2 +superiores a 9
mg / dl estimulan la liberación de calcitonina.

31. EFECTOS CELULARES DE LA
CALCITONINA
• Disminuye el Ca 2 + y fosfato en plasma
• Efectos
• Disminución de la resorción ósea.
• Inhibición de la motilidad, la diferenciación y la
formación de borde rugoso de los osteoclastos.
• Inhibe la actividad secretora de osteoclastos,
• Inhibe la actividad H + -ATPasa
• Altera actividad Na + -K+ -ATPasa

32. EFECTOS CELULARES DE LA
CALCITONINA
• Aumenta la excreción renal de Ca
• Apertura de canales de Ca en la membrana luminal
• Estimulación intercambiador Na + / Ca 2 + en la
membrana basolateral.
La calcitonina no parece ser crítico en la
regulación de la homeostasis del calcio

33. CONTROL HORMONAL DEL
CALCIO
HORMONA HUESO INTESTINO RIÑON EFECTO FINAL
PTH Activación de
la resorción
ósea
Aumenta la
absorción de
Ca y PO4
Aumenta la
reabsorción
de Ca
Aumento Ca
Reducción
PO4
VITAMINA D Activación de
la resorción
ósea
Aumenta la
absorción de
Ca y PO4
Aumenta la
reabsorción
de Ca
Aumenta Ca
Aumenta PO4
CALCITONINA Disminución
de la
resorción
ósea.
Aumenta la
excreción
renal de Ca
Reduce el Ca

34. ESTROGENOS
• El estrógeno disminuye el número y la actividad
de los osteoclastos, así como la síntesis de
citoquinas que afectan a la resorción ósea.
• Deficiencia de estrógenos lleva a perdida ósea y
aumento en el Ca plasmático y urinario.
• Receptores de estrógenos en túbulos proximales
y distales  expresión de TRPV5.

35. HORMONA DEL CRECIMIENTO Y
FACTOR DE CRECIMIENTO
INSULÍNICO TIPO 1
• Efecto en el metabolismo óseo
• GF proliferación y diferenciación de osteoblastos,
síntesis de proteínas y crecimiento óseo.
• IGF-1
• producido por el hígado y por los osteoblastos.
• Estimular la formación de hueso mediante el
aumento de la proliferación de precursores de
osteoblastos .

36. HIPERCALCEMIA
• Valores séricos superiores a 10.4mg/dL.
Aumento de la resorción ósea
Aumento en la absorción
Disminución en la excreción renal

37. CAUSAS DE HIPERCALEMIA
Endocrinipatias
• Hiperparatiroidismo
primario, secundario
severo (ER) y terciario
(post-trasplante.)
• Hipertiroidismo
• Acromegalia
• Feocromicitoma
Neoplasia
maligna
• Cáncer de seno,
pulmón, tiroides,
riñón
• Mieloma, linfoma,
leucemia
Enfermedad
granulomatosa
• Sarcoidosis
• Histoplasmosis,
coccidiomicosis
• Lepra
Fármacos
Tiazidas
Teofilina
Litio
Vitamina A y D
Antiácidos que
contengan calcio
Hipercalcemia hipocalciurica familiar

38. CLINICA
• Asintomáticos,
• leve fatiga, cambios vagos en la función cognitiva o
estreñimiento.
<11 mg /
dl
•Anorexia, náuseas, debilidad, y estado mental
deprimido.
12 a 14
mg / dl
• Deshidratación profunda
• Disfunción renal,
• SNC: letargo progresivo, desorientación y coma-
>14 mg /
dl

39. HIPERPARATIROIDISMO
PRIMARIO
• Principal causa de hiperCa
• Incidencia de 21,6 por 100.000 personas-año.
• Resultado de la producción de PTH exceso
causada por:
• Adenoma paratiroideo benigno (75% a 80%)
• Hiperplasia parotidea (15% a 20%)
• Carcinoma de paratiroides (0,5%)

40. HIPERPARATIROIDISMO
PRIMARIO
1. Los niveles de PTH son por lo general dentro de
1,5 a 2,0 veces por encima del límite superior.
2. Hipercalcemia leve, dentro de 1 mg / dl por
encima del límite superior.
3. Ca urinario en orina normal
4. Ausencia de litio

41. HIPERPARATIROIDISMO
SECUNDARIO
• Resultado de alteraciones fuera de la glándula
paratiroides.
• Causas:
• Deficiencia de vitamina D,
• Mala absorción intestinal de calcio o vitamina
D
• Deficiencia de calcio nutricional severa
• insuficiencia renal crónica en especial.

42. HIPERPARATIROIDISMO
SECUNDARIO
• Enfermedad renal temprana
• La reducción de vitamina D y Ca  >
receptores de Vitamina D y Ca en la
paratiroides
• Progresión de la enfermedad renal
• Reduce la expresión de receptores de
vitamina D y Ca en la paratiroides
• Resistencia a la retroalimentación negativa de
Vitamina D y el Ca
• Hiperfosfatemia

43. HIPERCALCEMIA MALIGNA
• Calcio elevado (moderado o grave)
• PTH es baja o indetectable.
• Formas de presentación:
• Hipercalcemia humoral maligna (HHM)
• Carcinomas de células escamosas
• Adenocarcinoma de mama o de ovario.
• Carcinoma renal.
• Hipercalcemia osteolítica local.
• Mieloma multiple
• Ca de mama

44. HIPERCALCEMIA HUMORAL
MALIGNA
• Proteína relacionada con la hormona
paratiroidea (PTHrP).
• Implicado en el manejo del calcio celular,
contracción del músculo liso, y el crecimiento y
el desarrollo.
• Cuando la PTHrP circula a concentraciones
suprafisiológicas, induce efectos metabólicos
similares a la PTH.

45. HIPERCALCEMIA
OSTEOLÍTICA LOCAL.
• Invasión directa de hueso por el tumor, asociado
con la destrucción lítica y la liberación de calcio.
1. Proceso mecánico
2. Producción local de las citoquinas que
conducen a la resorción ósea mediada por
osteoclastos.
• En la hipercalcemia osteolítica local PTHrP
y calcitriol están dentro de límites normales

46. HIPOCALCEMIA
• Valor sérico <8,8mg/dl
Por la alta prevalencia de hipoalbuminemia ante un
resultado reportado como hipoCa se debe calcular el Ca
total corregido
Calcio total corregido=
Ca actual + 0.8 (4-albumina actual)

47. CAUSAS DE HIPOCALCEMIA
DEFICIENCIA O
RESISTENCIA A PTH
El hipoparatiroidismo
• Postquirúrgico
• Síndromes autoinmunes
• La deficiencia de magnesio
grave
• El síndrome DiGeorge:
Congénita
• Infiltrativa: hemocromatosis,
la talasemia
• La enfermedad de Wilson
Resistencia a la PTH
• Pseudohipoparatiroidismo

48. DEFICIENCIA O
RESISTENCIA A LA
VITAMINA D
La deficiencia nutricional
Ingesta alimentaria insuficiente de
vitamina D
Malabsorción
Alteración del metabolismo de la
vitamina D
Los medicamentos anticonvulsivos
(aumento del metabolismo de la
vitamina D)
Insuficiencia renal
Resistencia a la vitamina D
Pseudo deficiencia de vitamina
(VDDR I)
Receptor de vitamina D anormal
(VDDR II)
Osteomalacia oncogénica
CAUSAS DE HIPOCALCEMIA

49. OTRAS CONDICIONES • La sepsis, enfermedad crítica
• La hipoalbuminemia (ficticia)
• Mala absorción de calcio
• La hiperfosfatemia
• La pancreatitis aguda
• La rabdomiolisis
• Múltiples transfusiones de que
contiene citrato de
hemoderivados
• Metástasis osteoblásticas
(próstata o carcinoma de mama)
CAUSAS DE HIPOCALCEMIA

50. CLINICA
Aguda
•Parestesias en labios y extremidades
•Calambres musculares que pueden
progresar a tetania
•Estridor laríngeo
•Convulsiones
Crónica
•Fatiga
•Debilidad muscular
•Perdida de memoria
•Confusión
•Irritabilidad neuromuscular
•Tetania
•Convulsiones
•Fragilidad ungueal
•Cataratas

51. EXAMEN FISICO
Signo de Chvostek Signo de Trousseau

52. EKG
Prolongación del segmento
ST y el intervalo QT