Salud y medicina

1. Metabolismo de Fósforo – Calcio
Paratohormona, Vitamina D,
Calcitonina
Berne-Levy cuarta edición capítulo 44
Berne-Levy sexta edición capítulo 39

2. Metabolismo del calcio

3. Calcio: es el tercer catión más abundante en el LEC
 Imprescindible para el funcionamiento de sistemas
enzimáticos, coagulación sanguínea y la acción hormonal
 99% en el esqueleto y dientes
 1% en los músculos y el líquido extracelular
Concentración CALCIO TOTAL en plasma (8,5 - 10,5 mg/dl)
es el valor mas usado en la clinica para evaluar los niveles
séricos de calcio

4. Ca
Ca+
Ca+
Ca+
Ca
Ca+
Ca Ca
Ca Ca
Ca
48% IONIZADO, LIBRE.
Filtrado por riñón
(4,8 mg/dl) Biológicamente activa
40% UNIDO A PROTEINAS.
No Filtrado por riñón
12% UNIDO A ANIONES COMO FOSFATO, CITRATO. Filtrado por riñón
Albúmina 90% - Globulina 10%

5. Funciones Biológicas 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 VII, IX y X
• Reconocimiento y
adhesión entre células
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+

6. Table 23-4

7. Participación del calcio en diferentes estructuras
celulares
1. Canal de Ca permeabilizado por receptor
2. Canal de Ca permeabilizado por voltaje
3. ATPasa de Ca en membrana plasmática
4. Salida de Ca por intercambiador Na+/Ca++
5. Bombeo de Ca al RS por ATPasa de Ca++
6. Paso de Ca a la mitocondria intercambiador Na+/Ca++

8. Homeostasis del Calcio intracelular
Proteínas intracelulares ligadoras de Calcio
La llegada de calcio al citosol es una señal para un conjunto de proteínas
intracelulares LIGADORAS DEL CALCIO
 Son una familia de proteínas que se combinan en forma reversible y
específica con el calcio
 Por esta vía modulan la acción de otras proteínas y enzimas CALMODULINA
CM + 2Ca++ se combina con proteína efectora
(Fosfodiasterasa del AMPc (inactiva) + 2Ca++
Forma activa de la proteína efectora
Ocasiona el efecto fisiológico correspondiente

9. Homeostasis del Calcio intracelular
Proteínas intracelulares ligadoras de Calcio
Proteína Células en que se halla Acciones biológicas
CALMODULINA Todas las eucarióticas Regulación de enzimas
TROPONINA C Músculo esquelético/corazón Regulación contracción
muscular
CALSECUESTRINA Células musculares estriadas Almacenamiento y
liberación de calcio
CALCINEURINA Células nerviosas Modulación de
calmodulina
CALBINDINAS D Enterocitos, osteoblastos Transporte transcelular
de calcio

10. Homeostasis del Calcio Intracelular
1. Las células deben controlar finalmente la
concentración de calcio en su citosol, pequeños
incrementos inician una diversidad de actividades
celulares
2. Por las proteínas ligadoras de calcio presentes en las
membranas celulares, se consigue que los aumentos
de calcio sean fugaces
3. Otras proteínas ligadoras de calcio ubicadas en el
citosol al combinarse con el calcio actúan sobre otras
proteínas intracelulares para concretar la señal
transmitida por el calcio

11. Riñón
Hueso
Heces
Dieta
Líquido
Extracelular
Formación
Osea 400 mg
Resorción
Osea 400 mg
Filtración
glomerular
8000 mg
Excreción
orina 200 mg
Reabsorción
tubular 7800 mg
800 mg
Secreción
100 mg
Absorción
300 mg
1000 mg

12. Figure 23-20

13.  Absorción del calcio a nivel intestinal
a. Proceso pasivo: difusión facilitada (proteína transportadora. Receptor)
b. Transporte activo: ATPasa
c. Proteína ligadora de calcio: Calbindina D
Ca++
1,25(OH)2D3
Ca++
Ca++
Ca++ -
Proteína ligadora
ATP
ADP
Luz intestinal Espacio
Intersticial
Ca++ -
Proteína
transportadora
Vía paracelular
Vía transcelular

14. Homeostasis del calcio
 Hormonas calciotrópicas
Paratohormona (PTH)
Calcitriol
Calcitonina
 Regulación a nivel del intestino - hueso - riñón

15.  Péptido de 84 AA (células principales de las paratiroides)
 Actividad biológica en 34 residuos de su extremo N-terminal
(fragmento 1-34)
Paratiroidea

16. Figure 23-22

17. SINTETIZADA EN RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
Pre-pro-PTH (115 aminoácidos)
Pro-PTH (90 aminoácidos)
PTH (84 aminoácidos)
Aparato de golgi = vesículas)
PTH intacta 1-84
Actividad biológica en 34 residuos de su extremo
N-terminal (fragmento 1-34)

18. Acciones fisiológicas de la PTH
Acción fundamental es controlar la homeostasis del calcio
Acción directa : hueso y riñón
Acción indirecta: intestino a través de la vitamina D
La PTH evita la hipocalcemia y regula continuamente el nivel
del calcio en LEC

19. Table 23-5

20.  La concentración de calcio libre (Ca++)
regula la secreción de PTH
Liberación de vesículas, aumentan
la síntesis y la secreción
 Receptor de calcio en las células de la
Paratiroides (sensor de calcio)
Efecto sobre el hueso
Aumento de la reabsorción ósea
Aumenta la liberación de calcio
Efecto sobre el riñón
Estimula la reabsorción de calcio
Aumenta la eliminación de fósforo
Estimula la producción de calcitriol
PTH

21. Efecto sobre el hueso
Aumento de la reabsorción ósea:
Receptor en el osteoblasto Aumenta el Nº osteoclastos
Aumenta la liberación de calcio
PTH
PTH

22. EFECTO SOBRE EL RIÑÓN
Estimula la reabsorción de calcio
 Túbulo distal - Receptores para la PTH
 Mediada por el sistema adenilato ciclasa-AMPc
Aumenta la eliminación de fósforo
 Inhibe la reabsorción de fosfatos directamente en túbulo
proximal y distal (adenilato ciclasa-AMPc)
 Inhibe la reabsorción de bicarbonato en el túbulo proximal
(alcalinización) modifica la relación HPO4
= / H2PO4
- aumenta el
HPO4= que se reabsorbe con mayor dificultad = disminuye la
reabsorción
Estimula la producción de calcitriol
 Estimula la 1 alfa hidroxilasa (enzima de la mitocondria)
cataliza la formación de 1,25-dihidroxi-vitamina D3

23. Paratiroides
Hueso
Riñón
Intestino
Disminución Calcio++
PTH liberada
• Estimula osteoblastos R
• Estimula resorción ósea,
efecto sobre los osteoclastos
• Liberación de calcio
• Estimula la reabsorción Ca
• Inhibe la reabsorción de P
• Estimula producción de
1,25(OH)2D
Reabsorción intestinal de Ca
Aumento de Calcio
sérico
(-)
(-)
R
Homeostasis del calcio

24. Calciferoles y derivados metabólicos
 Vitamina D2 = Ergocalciferol
Irradiación con luz ultravioleta del
ergosterol, esterol vegetal (en pequeñas
cantidades en pocos alimentos)
 Vitamina D3 = colecalciferol, deriva del
colesterol. Alimentos: huevos, leche, ciertos
pescados (sardina, salmón)
 Sintetizada en la piel a partir del 7-
dehidrocolesterol (por la luz ultravioleta)
Las necesidades diarias 400 UI /d
 Se metabolizan en hígado y riñón
 Metabolito activo: Calcitriol

25. 7-dehidrocolesterol Vitamina D3
DBP
Vit. D2
(Ergocalciferol)
Vitamina D 3
25 OH Vit. D3
(1,25 (OH)2 Vit. D 3)
PTH
DBP
“Transcalciferina”
(Vitamin D binding protein)
Colecalciferol

26. ACCIONES FISIOLÓGICAS DEL CALCITRIOL
 Aumenta la absorción intestinal de
calcio y en menor proporción de
fosfato
 Favorece la mineralización ósea
asegurando la disponibilidad de calcio
y fósforo. Receptores en OB
 Estimula la diferenciación de
osteoclastos favoreciendo la resorción
ósea (crecimiento de huesos)
 Hormona esteroidea
 Receptores reguladores de la
transcripción de genes
Proteínas presentes en el citosol y
núcleo de las células dianas
(1,25 (OH)2 Vit. D 3)
25 OH Vit. D3

27. CALCITRIOL e INTESTINO
Ca++
1,25(OH)2D3
Ca++
Ca++
Ca++ -
Proteína ligadora
ATP
ADP
Luz intestinal Espacio
Intersticial
Ca++ -
Proteína
transportadora

28. CALCITRIOL Y RIÑON
Inhibe la actividad de la 1 alfa hidroxilasa ante un
aumento en la concentración de 1,25 hidroxi D3
CALCITRIOL Y PARATIROIDES
Las células paratiroideas poseen receptores
Inhiben la síntesis de PTH (disminuyen transcripción
ARNm)

29. Calcitonina
 Péptido de 32 aminoácidos
 Sintetizado en la tiroides - células parafoliculares
 La secreción es regulada por los niveles de calcio
Hipercalcemia Aumenta secreción
Hipocalcemia Disminuye secreción
 Hueso: disminuye la reabsorción ósea - receptores en los
osteoclastos
Riñón: Aumenta la eliminación de calcio - receptores en
las células tubulares

30. METABOLISMO DEL FÓSFORO

31. El fósforo es necesario para:
 Para la integridad de la célula
 Para los procesos metabólicos orgánicos
 Regula las enzimas orgánicas
 Tiene un papel importante en el aporte de oxígeno (niveles de
2,3-difosfoglicerato y ATP en los hematíes)
 Forma parte de sistemas tampón de la orina y plasma
 Interviene en los procesos de almacenamiento de la energía
Fósforo sérico: 2,2 a 4,4 mg/dl
90% fósforo inorgánico, circula libre y unido a aniones mono y bivalentes
10% unido a proteínas

32.  Fósforo del organismo: 700 g
85% en el esqueleto
25% en tejidos blandos y líquidos del organismo
 Fósforo óseo está íntimamente asociado al calcio. Cristales de hidroxi-
apatita (fosfato cálcico amorfo)
 Fósforo extraóseo es fundamentalmente intracelular:
Ligados a hidratos de carbono, lípidos y proteínas
Una parte mínima es inorgánico

33. Metabolismo del Fósforo
Riñón
Hueso
Heces
Dieta
Líquido
Extracelular
Formación
Osea 350 mg
Resorción
Osea 350 mg
Filtración
glomerular
7000 mg
Excreción
orina 900 mg
reabsorción
tubular 6100 mg
500 mg
Secreción
200 mg
Absorción
1100 mg
1400 mg

34. Homeostasis del fósforo
PO4
PTH
Calcitriol
Aumenta Aumenta
Aumenta
Absorción
Intestinal
Disminuye
Eliminación
Renal

35. Figure 23-18

36. Células Revestimiento
REPOSO
FACTORES
SISTEMICOS
FACTORES
LOCALES
PTH
Calcitriol
T3 – T4
+
Estrógenos
Calcitonina
Andrógenos?
- REABSORCION
OC
OB
+
-
IL-1
PGE2
TGF a
TNFS
VIP
 Interferón
TGF b
IL-6
+
-
+
-
PTH
Calcitriol
Insulina
T3 – T4
Andrógenos?
Estrógenos
Cortisol
IGFs
PGs
TGF – b
BMPs
a Interferón
IL - 1
FORMACION
REPOSO
Ciclo de Remodelación

37. Figure 23-21

38. F.S. Mirza, K.M. Prestwood / Enocrinol Metab Clin N Am 33 (2004)

41. Figure 23-19 – Overview (1 of 4)

42. Figure 23-19 (2 of 4)

43. Figure 23-19 (3 of 4)

44. Figure 23-19 (4 of 4)

45. Table 23-6

46. Figure 23-23

47. Table 23-7

48. Figure 23-24