Post on 03-Apr-2015
Le métabolisme Phospho-calcique
V. GayrardPhysiologieEcole Nationale Vétérinaire De Toulouse23, Chemin Des Capelles31076 Toulouse
ECOLENATIONALEVETERINAIRE
T O U L O U S E
Introduction
Calcium et phosphore =principaux constituants os (65% poids)
Les os renferment totalité calcium et phosphore de l’organisme
Rôle crucial des quantités mineures de calcium et phosphore dans le sang dans de nombreux processus biologiques
Importance régulation homéostasie calcium –phophates
Plan De L’exposé
I. Importance du calcium et du phosphore II. Régulation endocrine du métabolisme
phosphocalcique 1. La parathormone 2. La calcitonine 3. La 1,25-dihydroxycholécalciférol III. Homéostasie du calcium et du
phosphore
Rôle Physiologique Du Calcium
Sous forme de sels complexes (99%) Fonctions mécaniques
Constitution du tissu osseux (cristaux d’hydroxyapatite)
Sous forme ionisée Actions métaboliques:
Transmission des influx nerveux Contraction muscles cardiaque, lisse et squelettique Perméabilité membranes cellulaires Processus de sécrétion cellules endocrines Médiation action hormones Coagulation sanguine
Calcium sérique
Calcium sérique
Calcium non diffusible (lié aux protéines plasmatiques (50%)
Ca-albumine (80%)
Ca-globulines (20%)
Calcium ionisé Ca2+ (45%)
Calcium complexé (sels de bicarbonate, citrate, phosphate, 5%)
Concentrations sériques 100 mg/ml (2.5mmol/l)
Calcium diffusible (50%)
pH
Calcium
Concentration sérique Calcium ionisé Ca2+ = 1.2 mmol/l
= fraction biologiquement active et hormonalement contrôlée
Concentration cytosolique Ca2+ =100nmol/l Gradient chimique en faveur entrée Ca2+
dans cellule via canaux calciques Ca2+ intracellulaire (associé membrane
mitochondries, RE): libération impliquée dans transduction signal
Rôle Physiologique Du Phosphore
Constitution du tissu osseux (85%) Métabolisme cellulaire
Rôle tampon intracellulaire et urinaire des phosphates
Composition des acides nucléiques, phospholipides membranes
Source d’énergie chimique (ATP, GTP) Stockage et libération d’énergie Activation enzymes (PK) Régulation de la glycolyse
Phosphore sérique
Pi sérique
HPO42- (80%)
H2PO4- (20%) PO4
3-
•Forme ionisée à PH7.4 (30mg/ml, 1mmol/l)
•Concentrations intracellulaires: 1mmol/l, co-transport Na-P)
Ingestion
Intestin
Ca PSANG
Urines
Excrétion
Accrétion osseuse
Résorption osseuse
Excrétion urinaire
Absorption intestinale Sécrétion intestinale
Réabsorption tubulaire
Régulation du métabolisme phospho-calcique
Régulation du métabolisme phospho-calcique: PTH
PTH: parathormone Origine: parathyroïdes (2-4 selon
espèces) Polypeptide précurseur: Pré-Pro-PTH
clivée en Pro-PTH, et, enfin, en PTH PTH circulante: mélange d'hormone
intacte et de fragments provenant de la protéolyse (inactivation) de PTH
Glandes parathyroïdes
Effets de PTH
Reins Augmentation réabsorption tubulaire calcium Diminution réabsorption tubulaire des
phosphates ( phosphaturie) secondaire de la calciurie (hypercalcémie
induite par PTH) activité 1-hydroxylase tube contourné
proximal synthèse 1,25-(OH)2 D3 secondaire de l’absorption intestinale de Ca
Réabsorption rénale calcium
Ca filtré
Tube contourné proximal
Tube contourné distal
Branche ascendante de
l’anse de Henle
50-60%
20-25 %
10%
98% Ca réabsorbé
<5%
Glomérule
Réabsorption Ca
+ PTH
Réabsorption rénale des phosphates
HPO42-
filtréTube
contourné proximal
Tube contourné distal
Branche ascendante de
l’anse de Henle
80%
10%
90% HPO42- réabsorbé
Glomérule
Réabsorption
- PTH
- PTH
PTHR
PTHR
OstéoblasteOstéoclaste
Précurseur ostéoblaste Précurseur ostéoclaste
Actions cataboliques1. Activation ostéoclastes2. Développement ostéoclastes3. Digestion matrice4. Inhibition synthèse collagène5. Inhibition développement ostéoblastes
Actions anaboliques6. Stimulation via résorption et libération résultante facteurs croissance (IGFI, TGF-)7. Stimulation libération IGFI
collagène
protéases
IGFI1
2
2
3
4
5
6
7
Effets de PTH sur le tissu osseux
Régulation sécrétion PTH
Facteur régulation=calcémie Relation sigmoïde inverse entre
concentration de calcium ionisé (Ca2+) plasma et sécrétion de PTH : taux de sécrétion maximale (PTH Max) et minimale (PTH Min), pente et « set-point »
Sécrétion De PTH
Concentrations plasmatiques Ca2+ (mmol/l)
1
2
3
PT
H (
unit é
s ar
bita
rires
)
Ca set-point
PHT max
PHT min
0.5 1 1.5
Régulation fine du calcium
PTHmax: réserve des parathyroïdes (hypocalcémie aiguë)
PTH min n'est jamais nul, même en présence de calcémies très élevées
Réponse accentué à l’hypocalcémie Récepteur membranaire au Ca couplé à une
protéine G (mutation gène récepteur: hypercalcémie familiale)
De faibles variations concentrations extracellulaires Ca modifient concentrations cellules parathyroïde
Régulation du métabolisme phospho-calcique: PTH
Contrôle instantané concentrations Ca2+ fluides extracellulaires
Liaison récepteurs os, reins: augmentation calcémie
Rétrocontrôle négatif Ca2+ plasmatique sur la sécrétion de PTH
Hypercalcémie: PTH, inactivation PTH via dégradation intracellulaire
Régulation expression gène PTH
Calcium Hypocalcémie expression PTH
Forme active vitamine D :1,25-dihydroxycholécalciférol [1,25-(OH)2 D3] Inhibition de l’expression PTH
Phosphates expression PTH (effets direct et
indirect)
Régulation nombre cellules parathyroïdes
Prolifération cellules parathyroïdes en cas de: Hypocalcémie prolongée Déficit de 1,25-(OH)2 D3 Hyperphosphatémie
Modification de la capacité de sécrétion maximale
La calcitonine
Origine: cellules parafolliculaires ou cellules C thyroïde
Stimulus sécrétion: hypercalcémie Hypocalcémiante, hypophosphatémiante Diminution de la résorption osseuse:
diminution de l’activité des ostéoclastes Rôle physiologique =? Utilisation thérapeutique
Le 1,25-dihydroxycholécalciférol
Peau
cholécalciférol (vit D3)
cholestérol
7-déhydrocholestérol
Eclairement lumineux
UVT°
25-hydroxycholécalciférol (25(OH)D3)
1,25-dihydroxycholécalciférol [1,25-(OH)2 D3] Calcitriol
Foie
ReinPTH +
Aliment
1-hydroxylasePhosphate
vitD-Binding Protein plasma
Absorption
Le 1,25-dihydroxycholécalciférol: régulation
Passage UV peau Influence angle incidence éclairement
solaire (moment journée, saison, latitude)
Influence couverture nuageuse, pollution
Rôle adaptatif absence mélanine Nd européens
PTH + synthèse 1,25-(OH)2-D3
Synthèse de vitamine D3 chez les oiseaux
Peau recouverte de plumes Apport de précurseur vitamine D3 via
circulation sanguine et concentration dans la glande uropygienne
Application sécrétions glande sur les plumes durant le graissage et exposition aux UV
Ingestion de la matière exposée aux UV et de vitamine D3
Actions de la vitamine D
Récepteur nucléaire Expression récepteur par la plupart
des tissus: différenciation et fonctionnement cellules
Effet physiologique le plus significatif: régulation absorption intestinale calcium
absorption intestinale phosphates Diminution transcription gène PTH
Action de la vitamine D sur le tissu osseux
résorption osseuse synthèse collagène Stimulation de la différenciation
ostéoclastes Rôle majeur: réalisation d’un micro
environnement favorable à la minéralisation osseuse
25-OHcholécalciférol
25 hydroxylase
Cholécalciférol (Vit D3)
7-DéhydrocholestérolUV
PTH
Glandesparathyroïdes
minéralisation
CalciumAbsorption
TD Ca plasma
1,25 (OH)2 D31 hydroxylase
résorption Résorption osseuse
Ca excretion P excretion
Régulation hormonale du calcium plasmatique
Homéostasie du calcium: Augmentation de la calcémie (repas)
PTH
Os: libération Ca, P
Cal plasmatique
1-hydroxylase 1,25-(OH)2-D3
P urine
Ca urine
rein
Intestin: Absorption Ca P
Homéostasie du calcium: Diminution de la calcémie (allaitement)
PTH
Os: libération Ca, P
Cal plasmatique
1-hydroxylase 1,25-(OH)2-D3
P urine
Ca urine
rein
Intestin: Absorption Ca P
Autres Hormones
Hormone Action
GH + formation osseuse (via IGFI)
Hormones thyroïdiennes
+ résorption osseuse
OestrogènesAndrogènes
+ formation osseuse (transformation des ostéoclastes en ostéoblastes)
Glucocorticoïdes - absorption intestinale Ca ( PTH)+ résorption osseuse- Formation osseuse
Conclusion Maintien calcémie Hormones régulatrices: PTH, 1,25-
dihydroxyvitamine D Régulation PTH par Ca et par 1,25-
dihydroxyvitamine D PTH: réabsorption Ca, réabsorption Pi,
augmente résorption osseuse Vitamine D: synthèse au niveau peau (UV),
hydroxylation (foie, reins), régulation par PTH 1,25-dihydroxyvitamine D: absorption
intestinale Ca