Metabolismo
fosfocálcico: intervienen el calcio,
fósforo, PTH (hormona paratiroidea), calcitonina y vitamina D
El 1,25
dihidroxicolecalciferol, es una hormona esteroide formada a partir de
vitamina D mediante hidroxilaciones sucesivas en hígado y riñones. Su acción
mas importante consiste en incrementar la absorción intestinal de calcio.
La hormona paratiroidea (PTH o parathormona): se secreta en las glándulas paratiroides y su principal
función es metabolizar el calcio proveniente del hueso e incrementar la
excreción urinaria de fosfato.
La calcitonina, disminuye
el calcio, secretada por las células de la glándula tiroides, inhibe la
reabsorción ósea.
Una cuarta hormona, la proteína relacionada con
la hormona paratiroidea (PTHrP): actúa
sobre uno de los receptores de la PTH (PTH-1) y es importante para el
desarrollo esquelético in útero.
FÓSFORO: Forma parte de la molécula de Pi (fosfato inorgánico), asi
como de las moléculas de ADN y ARN y de los fosfolípidos de membrana. Las
células lo utilizan para almacenar y transportar energía en forma de ATP. Regula
la actividad de las proteínas intracelulares a través de procesos de
fosforilación. Los compuestos de fósforo intervienen en funciones vitales para
los seres vivos, por lo que es considerado un elemento químico esencial.
CALCIO: Actúa como segundo mensajero de muchas vías hormonales. Participa
en la contracción de los músculos. Estimula la coagulación de la sangre. Participa
en la regulación de enzimas que participan en procesos fisiológicos
fundamentales, como la proteinquinasa C y la fosfolipasa A2. En los huesos
forma cristales de hidroxiapatita cálcica. En condiciones de reposo, las
membranas celulares tienen una conductancia restringida al calcio y hay
mecanismos activos de flujo de calcio hacia el líquido extracelular. Sin
embargo, ante la apertura de canales en la membrana celular o la salida del
calcio depositado en reservas intracelulares, la concentración intracelular de
calcio puede aumentar diez a cien veces,
para intervenir de esta manera en procesos tan importantes como la
contracción muscular y la secreción exocrina y endocrina.
CONCENTRACIONES
DE CALCIO EN LOS LÍQUIDOS CORPORALES:
- Calcio sérico
total: 8,5 – 10,5 mg/dl. Este es el calcio total que
está en la sangre, presente en 3 formas distintas:
Ion calcio: 4,4 – 5,2 mg/dl. La mitad del calcio sérico total (50%) se encuentra en forma ionizada o libre,
capaz de interactuar en cualquier reacción que se necesite, por lo que se tiene
que tener una reserva de calcio ionizado.
Unido a
proteínas: corresponde al 40% del
calcio total, 4,0 – 4,6 mg/dl. Mayoritariamente se encuentra unido a la
albúmina que es su proteína transportadora, por lo tanto no es difusible.
Siempre que el calcio sobrepasa el 10,5, se debe comprobar
una hipercalcemia verdadera.
Calcio
sérico total corregido = valor de calcio – [ (4 – albumina) * 0,8) ]
Siempre que se quiera estudiar el metabolismo fosfocálcico,
se deben que pedir los valores de Ca, fósforo y albúmina.
Complejo de
calcio: corresponde el 10%. Va de 0,7 – 1 mg/ dl, se
encuentra unido a aniones orgánicos e inorgánicos, principalmente citrato y fostato.
Aunque difunde a través de las membranas de los capilares y pasa al líquido
extracelular debe disociarse para cumplir su función como calcio iónico.
Presencia
excesiva de fosforo y calcio produce hipocalcemia, debido a que forman
complejos con el calcio disminuyendo su concentración como ión libre.
El calcio ionizado siempre debe mantener constante su valor
en sangre. El valor que puede variar según aumente o disminuya la albúmina,
fosfato o citrato es el calcio sérico total.
- Intracelular: 0,00018 nmol/L de forma libre para ejercer todas las funciones metabólicas necesarias.
FLUJO DE CALCIO EN
UNA PERSONA NORMAL: La ingesta
diaria recomendada de calcio es de 1000 mg. Llega al intestino y ocurre un
proceso de intercambio con el líquido extracelular. De esos 1000 mg ingeridos,
300 se absorben, pero a su vez en el torrente sanguíneo, se liberan al intestino 125 mg de calcio. El
resultado total es la entrada de 175 mg de calcio al torrente sanguíneo que
contribuyen a mantener el volumen total de calcio en el organismo, aprox 900
mg/dl. La pérdida total de calcio por las heces es de 825 mg.
En el hueso también ocurre intercambio con el LEC, por acción
de los osteoclastos (sacan el calcio del hueso) y osteoblastos (depositan el
calcio en el hueso) se intercambian diariamente 500 mg, es decir, entran 500 mg
y salen 500 mg, por lo que siempre se mantiene la concentración y por lo
general no hay un balance a favor del hueso.
En el riñón, diariamente entran 10.000 mg de calcio: Los 900
mg de calcio de TODO el organismo pasan múltiples veces por el riñón. Pero, el 99% del calcio se filtra en
los túbulos proximal y asa de Henle, por lo que vuelve a ingresar a la sangre
un aprox de 9825 mg de calcio, y se excretan diariamente a través de la orina
175 mg.
*El
calcio penetra al organismo únicamente a través de los intestinos, luego se
distribuye por el resto del organismo.
REGULACIÓN DEL
ION CALCIO DEL LÍQUIDO EXTRACELULAR.
PTH intacta: Por debajo del valor más bajo del calcio ionizado, la máxima
concentración de PTH no varía, se mantiene constante. Cuando este valor
comienza a sufrir variaciones en su rango de normalidad, comienza a sufrir
variaciones de PTH. Las variaciones de la PTH con respecto al calcio ionizado
solo ocurren cuando este último se encuentra fuera de su rango de normalidad. La
PTH es la principal hormona que participa en el control del metabolismo del
calcio.
GLÁNDULA PARATIROIDES: Son glándulas endocrinas situadas en el cuello, por detrás de los lóbulos tiroides. Tiene forma de lenteja, con medidas aproximadas de 5x2x3 mm y un peso de 30 mg cada una. Por
lo general, hay cuatro glándulas paratiroides, dos superiores y dos inferiores.
Su color es variable entre tonos amarillos, rojizos o marronáceos, son de
consistencia blanda. ESTAS GLÁNDULAS SON INDISPENSABLES PARA VIVIR. Producen la
hormona paratiroidea o parathormona. Embriológicamente las superiores
derivan de la cuarta bolsa braquial y las inferiores de la tercera bolsa.
PTH: es una proteína compuesta por 84 aminoácidos, su vida media es de 2 a 4
minutos. No se le conocen proteínas transportadoras. Pesa 9300 daltons.
Se
sintetiza como parte de una molécula mas grande, la cual contiene 115
aminoácidos (preproPTH). Con el
ingreso de la preproPTH al retículo endoplásmico, se retira una secuendia
terminal amino para forma el polipéptido proPTH
de 90 aminoácidos. Así mismo, en el aparato de Golgi se retiran seis
residuos adicionales de la terminal amino de la proPTH, formando el producto
final que es la PTH intacta de 84
aminoácidos.
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN
DE PTH: Las células paratiroideas se dividen en principales y
oxifílicas. En estas células paratiroideas existe un sistema que regula la
secreción de PTH. Este sistema empieza por un sensor de calcio que se encuentra
en la membrana celular denominado CAR. Mas que un receptor, es estrictamente un
sensor, porque detecta variaciones de calcio en el líquido extracelular. El
principal estímulo para ese sensor es el aumento de la concentración de calcio
IONIZADO. Cuando la concentración de calcio ionizado aumenta, el CAR se percata
de este aumento y produce una inhibición del proceso a través del cual se
transcribe el gen de la PTH.
Una hipercalcemia inhibe la producción de PTH
(no se produce la transcripción del ARNm y no produce la molécula de PTH). En
sentido contrario, una hipocalcemia
estimula la producción de PTH
Una
característica distintiva de la célula paratiroidea se observa al momento de
expulsar el contenido de la vesícula donde se encuentra la hormona, ya que no
ocurre como en la gran mayoría de las células del organismo.
- En una célula normal, para la expulsión del material contenido en la
vesícula, aumenta el calcio para que esa vesícula se una con la membrana
celular y libere su contenido.
- La gran excepción a esa regla es la célula paratiroidea, ya que para
liberar la PTH que tiene en sus vesículas, porque en una hipercalcemia
aumentaría los iones de calcio y esto aumentaría la expulsión de PTH y sería
totalmente contradictorio, Para liberar la vesícula, la célula paratiroidea
utiliza magnesio. Por lo que este último es el responsable de la expulsión de
la PTH contenida en las vesículas de secreción de las células paratirodeas.
*en
hipo e hipercalcemia NO participa el calcio, el responsable de la secreción de
PTH siempre será el magnesio.
RECEPTORES DE LA
PTH: principalmente en huesos y riñones, que son los
sitios donde la PTH ejerce sus funciones.
PTH-1: interactúan con PTH y PTHrP
(proteína relacionada con PTH)
PTH-2: interactúan con PTH
El PTHrP puede ser producido por algunos tipos de cáncer, de
tal manera que si se produce una hipercalcemia brusca (mayoritariamente en
ancianos), se puede sospechar que existe un cáncer que esté liberando PTHrP y
se una a la PTH-1 ejecutando las funciones de la PTH, por lo que el calcio
aumenta.
FUNCIONES DE LA
PTH: mediante mecanismos directos e indirectos para
aumentar el calcio en la sangre.
Mecanismos
directos:
En el hueso: la PTH activa la acción de los osteoclastos, lo que produce
una resorción del calcio y del fosfato y se traduce en un aumento del calcio y
fosfato en la sangre.
En el riñón: para que el calcio obtenido por la resorción ósea no se
excrete a través de la orina, la PTH tiene un efecto directo sobre la excreción
renal de calcio, aumenta la reabsorción renal de calcio en los túbulos distales
e inhibe la reabsorción y aumenta la excreción de fosfato en los túbulos
proximales renales. *Si regresara a la sangre, formaría complejos y no se
aumenta el nivel de calcio.
Aumenta la producción de 1,25 dihidroxivitamina D
Mecanismos
indirectos: Indirectamente favorece la reabsorción
intestinal de calcio a través de la 1,25
dihidroxivitamina D.
CALCITONINA: Es una hormona peptídida de 32 aminoácidos. Sintetizada y
secretada en las células C o parafoliculares
de la glándula tiroides, a partir
de una proteína de 141 aminoácidos (preprocalcitonina). Se escinde y da como
resultado final la molécula de 32 aminoácidos
Es una hormona hipocalcémica, reduce las concentraciones de calcio,
sus efectos son contrarios a los de la PTH.
La glándula tiroides, al no ser una glándula indispensable
para vivir, explica el motivo del porque el papel que desempeña la calcitonina
es mucho menor que el de la PTH en la regulación de la concentración de iones
calcio.
REGULACIÓN DE LA
CALCITONINA: El receptor de calcio
presente en la glándulas paratiroides también se encuentra presente en las
células C de la tiroides, pero funciona en forma contraria. El estímulo
principal para la secreción de calcitonina es el incremento de la concentración
plasmática de calcio iónico. Este efecto es contrario al que afecta a la
secreción de PTH, que aumenta cuando la concentración de calcio disminuye. Para
la liberación de la calcitonina se necesita la presencia de calcio, al
contrario de las células paratiroideas que necesitan magnesio. Tiene una vida
media menor de 10 minutos.
FUNCIONES DE LA
CALCITONINA: La principal es disminuir
la concentración sanguínea de calcio, al reducir la actividad de los osteoclastos, por
lo que disminuye la resorción ósea y se inhibe la movilización del calcio a
partir del hueso. Estimula los osteoblastos
*Ni el exceso ni la falta de calcitonina se acompañan de
alteraciones significativas en el metabolismo fosfocálcico.
VITAMINA D: no es por sí misma la sustancia activa que provoca los
efectos de sus funciones, debe convertirse primero, mediante reacciones
sucesivas en el hígado y en el riñón, en el producto final activo; el 1,25 dihidroxicolecalciferol,
también denominado 1,25(OH)2D3.
Existen 4
sustancias que son metabolitos o parte de la vitamida D:
Vitamina D2 o ergocalciferol:
encontrado generalmente en fármacos.
Vitamina D3 o
colecalciferol: se ingieren con los
alimentos.
24, 24 (OH)2
vitamina D
1, 25 (OH)2
vitamina D
*a pesar de que se denomina vitamina, se puede
producir in vivo y necesita metabolizarse para actuar, por lo que es
considerada una hormona.
Son hormonas esteroideas¸ y como tal, necesita un
transportador desde el sitio en el que se produce hasta el sitio donde va a
ejercer su acción. No es estrictamente necesario consumir vitamina D en la
ingesta diaria, ya que se puede sintetizar dentro del organismo
En la capa
profunda de la piel, hay dos sustancias provenientes del colesterol:
Ergosterol: por acción de la luz ultravioleta, se transforma en vitamina
preD2, y luego en vitamida D2
7-
dehidrocolesterol: por acción de
la luz ultravioleta, se transforma en vitamina preD3 y luego en vitamida D3
Estas vitaminas D2 y D3 necesitan sufrir un proceso de
transformación que ocurre en el hígado.
En el hígado, la vitamina D3 se transforma en 25-OH vitamina
D3 o 25- hidroxicolecalciferol, penetra en la circulación y es transportado por
la globulina hasta el riñón. En el riñón sufre otras transformaciónes, ya que existen tres estímulos importantes para
que el 25-OH vitamina D3 se transforme es su principal metabolito activo que es
el 1,25 dihidroxicolecalciferol o 1,25 (OH)2 vitamina D3 en los túbulos renales
proximales.
PTH: la conversión
de 25-OH vitamina D3 a 1,25 dihidroxicolecalciferol necesita la presencia de
PTH.
Hipocalcemia: es un
estímulo para la producción de 1,25 dihidroxicolecalciferol, ya que una
hipocalcemia desencadena la secreción de PTH, y esta a su vez potencia la
conversión.
Con concentraciones de calcio elevadas ocurre lo contrario,
ya que se suprime la PTH y el 25-OH vitamina D3 se convierte en un compuesto
diferente: el 24,25 dihidroxicolecalciferol, que prácticamente carece de efecto de vitamina D.
Hipofosfatemia.
*Para que los riñones puedan detectar niveles de
calcio, deben estar provistos del CAR (receptor de calcio).
Luego, el 1,25 dihidroxicolecalciferol se dirige al
intestino, donde realiza su acción principal: incrementar la absorción de
calcio a nivel intestinal
Producción
renal: estimulada por PTH, inhibida
por Hipercalcemia o hiperfosfatemia.
PRODUCCION
EXTRA-RENAL DE 1,25 (OH)2 VITAMINA D3: se produce en determinadas condiciones
Actualmente se conoce que el interferón gamma y el FNT
(factor de necrosis tumoral alfa), son estimulantes para la producción de 1,
25(OH)2 VITAMINA D3.
Esto es importante ya que existe un tipo de cáncer que
produce como interferón gamma y FNT, por lo que los pacientes que la padecen
pueden sufrir de hipercalcemia, porque están originando la producción exagerada
de 1, 25(OH)2 VITAMINA D3 fuera del riñón.
FUNCIONES DEL
1,25 (OH)2 VITAMINA D3: Promueve la
absorción de calcio intestinal. En el hueso aumenta la resorción ósea por parte
de los osteoclastos (cumple la misma función que la PTH). Aumenta la
reabsorción renal de fosfato y calcio, diferenciándose de la PTH, porque
reabsorbe tanto calcio como fosfato.