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Regulación de la calcemia. Parathormona,
Calcitonia y Vitamina D.
Regulación de la calcemia. Parathormona,
Calcitonia y Vitamina D.
Inma Castilla de Cortázar Larreaiccortazar@ceu.es
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Distribución y Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Mecanismos gastrointestinales2.2. Mecanismos renales2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.
3. Calcemia. 3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Distribución y Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Mecanismos gastrointestinales2.2. Mecanismos renales2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.
3. Calcemia. 3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
Funciones fisiológicas (I):1. Excitabilidad neuronal y neuromuscular.
Apertura de canales iónicos Liberación de neurotransmisores.
2. Contracción muscular (esquelético, liso y cardíaco):Acoplamiento excitación-contracciónUnión cabezas actina-miosinaPotenciales “en espiga” (conductancia del Ca 2+ )de la contracción de la musculatura lisa del tracto digestivo.Contractilidad del músculo liso pared vascular.
Funciones fisiológicas (I):1. Excitabilidad neuronal y neuromuscular.
Apertura de canales iónicos Liberación de neurotransmisores.
2. Contracción muscular (esquelético, liso y cardíaco):Acoplamiento excitación-contracciónUnión cabezas actina-miosinaPotenciales “en espiga” (conductancia del Ca 2+ )de la contracción de la musculatura lisa del tracto digestivo.Contractilidad del músculo liso pared vascular.
Metabolismo del calcio
Funciones fisiológicas (cont.):... ...3. Mecanismos de adaptación a la luz4. Opera en la interacción hormona-receptor5. Segundo mensajero de señalización intracelular6. Coagulación sanguínea (factor IV)7. Actividad enzimática: frecuente cofactor8. Fosforilación oxidativa9. Secreción exocrina y endocrina10. Componente esencial de los tejidos duros: hueso
dientes
Funciones fisiológicas (cont.):... ...3. Mecanismos de adaptación a la luz4. Opera en la interacción hormona-receptor5. Segundo mensajero de señalización intracelular6. Coagulación sanguínea (factor IV)7. Actividad enzimática: frecuente cofactor8. Fosforilación oxidativa9. Secreción exocrina y endocrina10. Componente esencial de los tejidos duros: hueso
dientes
Metabolismo del calcio
Distribución del calcio en el organismo (1000-1500 g de Ca 2+)
99% Hueso0,3% Músculo0,1% LEC0,6% Células:
No en el citosol (siempre muy baja concentración, 0,2 Eq/L = 0,1 mol/L),sino en los calciosomas: importancia de la actividad de la bomba Ca 2+-ATPasaReservorio celular relevante de : enterocitos y hepatocitos (Ca 2+-ATPasa en sinusoidehepático)
99% Hueso0,3% Músculo0,1% LEC0,6% Células:
No en el citosol (siempre muy baja concentración, 0,2 Eq/L = 0,1 mol/L),sino en los calciosomas: importancia de la actividad de la bomba Ca 2+-ATPasaReservorio celular relevante de : enterocitos y hepatocitos (Ca 2+-ATPasa en sinusoidehepático)
Gradiente de Ca2+ a ambos lados de la membrana plasmática es fundamental para la
fisiología celular
Plasma y LEC [Ca2+]
= 4,8- 5 mEq/L
Plasma y LEC [Ca2+]
= 4,8- 5 mEq/L
Citosol [Ca2+] 0,2 Eq/L
[Ca2+] = LEC más 10.000 veces mayor (>>>)
que en el citosol
[Ca2+] = LEC más 10.000 veces mayor (>>>)
que en el citosol
Capacidad del Ca2+ para operar intracelularmente depende de proteínas fijadoras de Ca2+
Calmodulina
Troponina C
Parvalbúmina
Calbindina D
Sinexina
Calcimedina
Calsecuestrina
Calelectrina
Calmodulina
Troponina C
Parvalbúmina
Calbindina D
Sinexina
Calcimedina
Calsecuestrina
CalelectrinaCitosol [Ca2+] 0.2 Eq/L
y del citoesqueleto: incluido el transporte a los calciosomas
NIPS 1998,13: 157-163; NIPS 2001,16: 49-55; NIPS 2001,16: 61-65
Proteínas intracelulares fijadoras de Ca2+ (I)NIPS 2001,16: 49-55; NIPS 2001,16: 61-65
Calmodulina
Caveolina
Troponina C
Calsecuestrina
Calmodulina
Caveolina
Troponina C
Calsecuestrina
Estirpe celular
Todas célulasNeuronas
Músculo liso
Músculo esqueléticoy cardíaco
Músculo estriado
Estirpe celular
Todas célulasNeuronas
Músculo liso
Músculo esqueléticoy cardíaco
Músculo estriado
Función intracelular
Activación enzimáticaLiberación neurotransmisores
Acoplamiento activación-contracción
Regulación contracción
Transporte al Retículo Sarcoplásmico
Función intracelular
Activación enzimáticaLiberación neurotransmisores
Acoplamiento activación-contracción
Regulación contracción
Transporte al Retículo Sarcoplásmico
Proteínas intracelulares ligadoras de Ca2+ (II)NIPS 2001,16: 49-55; NIPS 2001,16: 61-65
Parvalbúmina
Calbindina D
Sinexina
Calelectrina
Parvalbúmina
Calbindina D
Sinexina
Calelectrina
Estirpe celular
Músculos de contracción rápida
Mucosa intestinal
Gránulos cromafinesde la médula adrenal
LeucocitosHepatocitos
Estirpe celular
Músculos de contracción rápida
Mucosa intestinal
Gránulos cromafinesde la médula adrenal
LeucocitosHepatocitos
Función intracelular
• Relajación tras la contracción muscular• “Bloqueo” Ca2+ citosólico
Transporteintracelular de Calcio
Unión de gránulos conmembrana plasmática
Unión de vesículas ala membrana plasmática
Función intracelular
• Relajación tras la contracción muscular• “Bloqueo” Ca2+ citosólico
Transporteintracelular de Calcio
Unión de gránulos conmembrana plasmática
Unión de vesículas ala membrana plasmática
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Distribución y Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Mecanismos gastrointestinales 2.2. Mecanismos renales de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Distribución y Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Mecanismos gastrointestinales 2.2. Mecanismos renales de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
2. ¿Qué órganos están, especialmente, implicados en el metabolismo del Ca 2+?
2.1. Mecanismos gastrointestinales
2.2. Mecanismos renales
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso
2.4. Enterocitos y hepatocitos: principal depósito intracelular
2. ¿Qué órganos están, especialmente, implicados en el metabolismo del Ca 2+?
2.1. Mecanismos gastrointestinales
2.2. Mecanismos renales
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso
2.4. Enterocitos y hepatocitos: principal depósito intracelular
Ingesta: única fuente de abastecimiento deCa2+
800-1000 mg Ca2+/día
Alimentos ricos en calcio.(100mg Ca2+/100g)
Lácteos, huevos y aguaSardinas (400mg), acelga, cardo, habasAlmendras (254 mg), Chirlas, ostras, pulpo,caracoles, almejas,Mariscos (220mg)
Absorción:Difícil, catión bivalente1/3 del Ca2+
ingerido es absorbido 300 mg Ca2+/día
Secreción:En las secrecionesgastrointestinales-150 mg Ca2+/día(Sobre todo bilis, 1,2-5 mEq/L en los 600-1.200mL/d)
Absorción neta:Ca2+ab- Ca2+se=150mg/d
Duodeno e ileon absorción
Ca 2+
Ca 2+
SANGRE ENTEROCITO(duodeno)
LUZ INTESTINAL
Contratransporte Ca 2+- Na +
3 Na+
Na+
2 K+
Na+/K+ATPasa
ATP
ADP+Pi
Ca 2+ATPasaATP
ADP+Pi
Na+
Ca 2+ATPasa
[Ca2+]0.2 Eq/L [Ca2+]
5 mEq/L
Ca2+Ca2+ Paracelular
Transcelular Proteína fijadora de Ca 2+ (Calbindina D)
Ca 2+
Ca 2+
Actividad fosfatasa alcalina
Vitamina D
A favor de gradiente
Ca 2+-H+-ATPasaCa 2+
H +
1. Condiciones fisiológicas en las que aumenta la absorción intestinal de Ca 2+
Embarazo, lactancia, crecimiento
2. Condiciones fisiológicas o fisiopatológicas en las que disminuye la absorción intestinal de Ca 2+ :
EnvejecimientoSiempre que exista malabsorción de lípidos:
1) disminuye la absorción de Vitamina D2) se pierde Ca 2+ como sales cálcicas.
1. Condiciones fisiológicas en las que aumenta la absorción intestinal de Ca 2+
Embarazo, lactancia, crecimiento
2. Condiciones fisiológicas o fisiopatológicas en las que disminuye la absorción intestinal de Ca 2+ :
EnvejecimientoSiempre que exista malabsorción de lípidos:
1) disminuye la absorción de Vitamina D2) se pierde Ca 2+ como sales cálcicas.
2. ¿Qué órganos están, especialmente, implicados en el metabolismo del Ca 2+?
2.1. Mecanismos gastrointestinales
2.2. Mecanismos renales
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso
2.4. Enterocitos y hepatocitos: principal depósito intracelular
Túbulo distalTúbulo proximal
Orina1% Ca fitrado
30 % difusión pasiva
Asa de Henle
Glomérulo60 % 9 %
Túbulo colector
Transporte activoAnCa 2+
Ca 2+
PTH
Ca2+ y unido a aniones
i
Contratransporte Ca 2+- Na +
Na+
Na+/K+ATPasa
Na+
[Ca2+]0.2 Eq/L
[Ca2+]5 mEq/L
Paracelular
Transcelular
SANGRE EPITELIO RENAL LUZ TUBULAR
[Ca2+]3 mEq/L
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
3 Na+
2 K+
ATP
ADP+Pi
3 Na+
Difusiónfacilitada
2. ¿Qué órganos están, especialmente, implicados en el metabolismo del Ca 2+?
2.1. Mecanismos gastrointestinales
2.2. Mecanismos renales
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso
Osteoide:hueso neoformado
Osteocito:Osteoblasto atrapado
Osteoblasto: formadorasde hueso
Osteoclasto:destructoras
Matriz ósea
Canalículo
Cristales de hidroxiapatita Ca10(PO4) 6(OH) 2
Sales amorfas: fosfato cálcico, CaH (PO4) 2
Osteocitos
Ca 2+ sale a favor de gradiente y es capazde amortiguar en un 50% pequeñas
disminuciones de Calcemia (70’)
Ca 2+ sale a favor de gradiente y es capazde amortiguar en un 50% pequeñas
disminuciones de Calcemia (70’)
Ca 2+
Membrana osteocítica: prolongaciones osteocitos atrapadosen la matriz calcificada, rodeados de sales amorfas, movilizables
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
Riguroso control
de las concentraciones plasmáticas
de calcio (calcemia)
en un rango de 9,0-10,5 mg/dL
(= 2,25-2,55 mmol/L= 4,8-5 mEq/L)
Riguroso control
de las concentraciones plasmáticas
de calcio (calcemia)
en un rango de 9,0-10,5 mg/dL
(= 2,25-2,55 mmol/L= 4,8-5 mEq/L)
¿Por qué estricto control de la
calcemia ?:
Ca 2+ Ca 2+
Ligeras disminuciones de la calcemia facilitan la apertura de los canales de sodio –despolarización- y por tanto el desencadenamiento del potencial de acción.
Excitabilidad neuronal y neuromuscular
Ligeras disminuciones de la calcemia facilitan la apertura de los canales de sodio –despolarización- y por tanto el desencadenamiento del potencial de acción.
Excitabilidad neuronal y neuromuscular
¿Por qué estricto control de la calcemia ? (II)
Además de la entrada de Ca 2+ desde el LEC es indispensable para la liberación del neurotransmisor en la terminación presináptica.
Además de la entrada de Ca 2+ desde el LEC es indispensable para la liberación del neurotransmisor en la terminación presináptica.
¿Por qué estricto control de la calcemia ? (III)
El aumento de Ca 2+ intracelular por entrada desde el LEC y por salida de el sarcolema es requerido en el acoplamientoexcitación-contracción
El aumento de Ca 2+ intracelular por entrada desde el LEC y por salida de el sarcolema es requerido en el acoplamientoexcitación-contracción
Además la presencia de Ca 2+ se une a la troponinapermitiendo la unión de lascabezas de actina y miosina, para la contracción muscular.
Además la presencia de Ca 2+ se une a la troponinapermitiendo la unión de lascabezas de actina y miosina, para la contracción muscular.
¿Qué ocurre en condiciones de
hipocalcemia o hipercalcemia?:
¿Qué ocurre en condiciones de
hipocalcemia o hipercalcemia?:
Ca2+ sangre=10,5 mg/dL…12,..
Ca2+ sangre=10mg/dL…9,6,4
Aumenta excitabilidad neuromuscularTetania latente (signo de Trouseau…)Excitabilidad neuronal (SNC y periférico)Tetania hipocalcémica (6mg/dL)Tetania mortal (por asfixia)
Depresión del SNC y disminución de la excitabilidad neuromuscularAcortamiento del intervalo QT de ECGArritmias cardíacasAnorexia. EstreñimientoLitiasis biliar y renalDepósito de fosfato cálcico en diversos tejidos:alveolos, túbulos, tiroides, mucosas, arterias (15,17 mg/dL, intoxicación parathormona)
Aumenta excitabilidad neuromuscularTetania latente (signo de Trouseau…)Excitabilidad neuronal (SNC y periférico)Tetania hipocalcémica (6mg/dL)Tetania mortal (por asfixia)
Depresión del SNC y disminución de la excitabilidad neuromuscularAcortamiento del intervalo QT de ECGArritmias cardíacasAnorexia. EstreñimientoLitiasis biliar y renalDepósito de fosfato cálcico en diversos tejidos:alveolos, túbulos, tiroides, mucosas, arterias (15,17 mg/dL, intoxicación parathormona)
Ca2+ sangre=10,5 mg/dL…12,..
Ca2+ sangre=10mg/dL…9,6,4
Aumenta excitabilidad neuromuscularTetania latente (signo de Trouseau…)Excitabilidad neuronal (SNC y periférico)Tetania hipocalcémica (6mg/dL)Tetania mortal (por asfixia)
Depresión del SNC y disminución de la excitabilidad neuromuscularAcortamiento del intervalo QT de ECGArritmias cardíacasAnorexia. EstreñimientoLitiasis biliar y renalDepósito de fosfato cálcico en diversos tejidos:alveolos, túbulos, tiroides, mucosas, arterias (15,17 mg/dL, intoxicación parathormona)
Aumenta excitabilidad neuromuscularTetania latente (signo de Trouseau…)Excitabilidad neuronal (SNC y periférico)Tetania hipocalcémica (6mg/dL)Tetania mortal (por asfixia)
Depresión del SNC y disminución de la excitabilidad neuromuscularAcortamiento del intervalo QT de ECGArritmias cardíacasAnorexia. EstreñimientoLitiasis biliar y renalDepósito de fosfato cálcico en diversos tejidos:alveolos, túbulos, tiroides, mucosas, arterias (15,17 mg/dL, intoxicación parathormona)
¿Qué ocurre en condiciones de
hipocalcemia o hipercalcemia?:
¿Qué ocurre en condiciones de
hipocalcemia o hipercalcemia?:
Ca2+ sangre=10,5 mg/dL…12,..
Ca2+ sangre=10mg/dL…9,6,4
Aumenta excitabilidad neuromuscularTetania latente (signo de Trouseau…)Excitabilidad neuronal (SNC y periférico)Tetania hipocalcémica (6mg/dL)Tetania mortal (por asfixia)
Depresión del SNC y disminución de la excitabilidad neuromuscularAcortamiento del intervalo QT de ECGArritmias cardíacasAnorexia. EstreñimientoLitiasis biliar y renalDepósito de fosfato cálcico en diversos tejidos:alveolos, túbulos, tiroides, mucosas, arterias (15,17 mg/dL, intoxicación parathormona)
Aumenta excitabilidad neuromuscularTetania latente (signo de Trouseau…)Excitabilidad neuronal (SNC y periférico)Tetania hipocalcémica (6mg/dL)Tetania mortal (por asfixia)
Depresión del SNC y disminución de la excitabilidad neuromuscularAcortamiento del intervalo QT de ECGArritmias cardíacasAnorexia. EstreñimientoLitiasis biliar y renalDepósito de fosfato cálcico en diversos tejidos:alveolos, túbulos, tiroides, mucosas, arterias (15,17 mg/dL, intoxicación parathormona)
¿Qué ocurre en condiciones de
hipocalcemia o hipercalcemia?:
¿Qué ocurre en condiciones de
hipocalcemia o hipercalcemia?:
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
Ca-Proteínas1 mmol/L
Ca 2+
1,2 mmol/L
9%0,2 mmol/L Ca X
(unido a aniones: citrato, fosfato)
50% BIODISPONIBLE
41%“SECUESTRADO”
FILTRABLE
Calcio en la sangre y LEC
Importancia: referir calcio plasmático total a albuminemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
CaCa
¿Cómo detectan las concentraciones de Ca extracelular algunas células?: Receptores de membrana específicos
Paratiroides Células C (Tiroides) ____
Epitelio renal Enterocitos Mucosa gástrica Hepatocitos Condrocitos Osteoblastos Osteoclastos Osteocitos Placenta
Pertenece a familia C,superfamilia de genes,similares a otros acopladosa proteínas G
Pertenece a familia C,superfamilia de genes,similares a otros acopladosa proteínas G
Estimula ácido araquidónico (AA)Activa la fosfolipasa A2 (PLA2)Estimula ácido araquidónico (AA)Activa la fosfolipasa A2 (PLA2)
Receptor sensible al Ca 2+ extracelularReceptor sensible al Ca 2+ extracelular
Brown and Macleed. Physiol Rev, 2001, Enero: 239-297Brown and Macleed. Physiol Rev, 2001, Enero: 239-297
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Manejo gastrointestinal de Ca 2+
2.2. Manejo renal de Ca 2+
2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.3. Calcemia.
3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
Regulación de la calcemia (I)
Mecanismos rápidos: Logran equilibrio a pequeñas oscilaciones de la calcemia
1. Ca-unido a proteínas plasmáticas Ca 2+
2. Salida o entrada del Ca 2+ de las células (calciosomas), especialmente:
Enterocitos
Hepatocitos
3. Las sales amorfas del hueso intervienen también en esta normalización rápida de la calcemia (50% de las disminuciones de Ca 2+ en 70´)
Regulación de la calcemia (I)
Mecanismos rápidos: Logran equilibrio a pequeñas oscilaciones de la calcemia
1. Ca-unido a proteínas plasmáticas Ca 2+
2. Salida o entrada del Ca 2+ de las células (calciosomas), especialmente:
Enterocitos
Hepatocitos
3. Las sales amorfas del hueso intervienen también en esta normalización rápida de la calcemia (50% de las disminuciones de Ca 2+ en 70´)
Regulación de la calcemia (II)
Mecanismos hormonales (más lentos):
PTH
Vitamina D3
Calcitonina
Regulación de la calcemia (II)
Mecanismos hormonales (más lentos):
PTH
Vitamina D3
Calcitonina
Paratiroides (Células principales )
Paratiroides (Células principales )
Aspecto graso-parduzco. Situadas en los polos superiores e inferiores del la cara posterior tiroides. Pesan 20-50 mg. 6 mm x 3 mm x 2mmIrrigación: arterias tiroideas superiores e inferiores.Inervación Vegetativa: nervio laringeo superior y nervio laríngeo recurrente
Aspecto graso-parduzco. Situadas en los polos superiores e inferiores del la cara posterior tiroides. Pesan 20-50 mg. 6 mm x 3 mm x 2mmIrrigación: arterias tiroideas superiores e inferiores.Inervación Vegetativa: nervio laringeo superior y nervio laríngeo recurrente
Ca2+ plasmático Ca2+ plasmático
Ca2+ plasmático Ca2+ plasmático
Parathormona (PTH) (hormona hipercalcemiante)
84aa; Pm=9500. Vida media: 4-5h.
Parathormona (PTH) (hormona hipercalcemiante)
84aa; Pm=9500. Vida media: 4-5h.
Preprohormona
Prohormona
Hormona (PTH) (en sangre, hidrólisis):
Péptidos más activosextremo NH2
1. Mejor acceso el hueso2. Mayor vida media que la PTH3. Conserva total actividad
(Proceso postrasduccional)
Expresión PTH: gen en el cromosoma 11 Expresión PTH: gen en el cromosoma 11
(34 aa)
(84 aa, Pm=9500)
(90 aa)
(110 aa)
Receptores PTH Receptores PTH
Se expresan:
Osteoclastos: proliferación y actividad
Osteocitos: aumenta la permeabilidad de membrana osteocítica y su extensión:aumentan prolongaciones-conexiones osteoblastos-osteocitos, osteocitos-osteocitos
Epitelio renal
Se expresan:
Osteoclastos: proliferación y actividad
Osteocitos: aumenta la permeabilidad de membrana osteocítica y su extensión:aumentan prolongaciones-conexiones osteoblastos-osteocitos, osteocitos-osteocitos
Epitelio renalAMPc
Liberación de:1. Enzimas proteolíticas (colagenasas,...), 2. Hidrogeniones (acidifica el medio y favorece la resorción)3. Acidos cítrico y láctico (disuelven sales)
Emisión de prolongacionesFagocitosis
Liberación de:1. Enzimas proteolíticas (colagenasas,...), 2. Hidrogeniones (acidifica el medio y favorece la resorción)3. Acidos cítrico y láctico (disuelven sales)
Emisión de prolongacionesFagocitosis
adenilciclasa
1. Expresión génica
2. Liberación de gránulos secretores
3. Citoesqueleto
Túbulo distalTúbulo proximal
Orina1% Ca fitrado
30 % difusión pasiva
Asa de Henle
Glomérulo60 % 9 %
Túbulo colector
Transporte activoAnCa 2+
Ca 2+
PTH
Ca2+ y unido a aniones
Ca 2+
SANGRE EPITELIO RENAL LUZ TUBULAR
Contratransporte Ca 2+- Na +
3 Na+
Na+
[Ca2+]0.2 Eq/L
[Ca2+]3 mEq/L
Na+
2 K+
Na+/K+
ATPasa
ATP
ADP+PiCa2+
Ca2+
Paracelular
Transcelular
PTH
Ca2+
Ca2+
Ca 2+
Ca 2+
Acción de la PTH sobre el epitelio tubular:
Desmosoma
Unión gap ?
Unión hermética Banda de adhesión
Filamentos de queratina
Ca 2+
Ca 2+
Lámina basal
Aumenta la permeabilidad de las estructuras de unión célula-célula, facilitando la absorción del Ca2+ por vía paracelular.
Ca 2+
Cristales de hidroxiapatita Ca10(PO4) 6(OH) 2
Sales amorfas: fosfato cálcico, CaH (PO4) 2
Osteocitos Ca 2+ATPasa
Ca 2+
Ca 2+
PTH sobre membrana osteocítica. Osteólisis= salida de Ca 2+ por aumento de la permeabilidad de la membrana
sangre
Ca 2+
Ca 2+
PTHPTH
Osteoide:hueso neoformado
Osteocito:Osteoblasto atrapado
Osteoblasto: formadorasde hueso
Osteoclastos:destructoras
Matriz ósea
Canalículo
Acción de la PTH
PTH
25-OHColecalciferol
1,25-OHColecalciferol1. Estimula la movilización de calcio y fosfato: osteolisis.
2. Induce la Actividad deosteoclastos:resorción ósea.
1. Estimula la movilización de calcio y fosfato: osteolisis.
2. Induce la Actividad deosteoclastos:resorción ósea.
1. Reabsorción de Ca2+ en la porción más distal de la nefrona.
2. Pérdida rápida de fosfato. Aumenta la reabsorción de iones magnesio y H+.
1. Reabsorción de Ca2+ en la porción más distal de la nefrona.
2. Pérdida rápida de fosfato. Aumenta la reabsorción de iones magnesio y H+.
Aumento de la absorción de Ca2+ Ca2+
plasmático Ca2+ plasmático
Vitamina D3Vitamina D3
Tiroides: Células C (Parafoliculares)
Tiroides: Células C (Parafoliculares)
CALCITONINA
(hormona hipocalcemiante)
32 aa, Pm= 3400. Vida media: 1 hora. Eliminación renal
CALCITONINA
(hormona hipocalcemiante)
32 aa, Pm= 3400. Vida media: 1 hora. Eliminación renal
Ca2+ plasmático Ca2+ plasmático
Síntesis de calcitonina por las células C para foliculares
del tiroides
Expresión calcitonina: gen en el cromosoma 11 Expresión calcitonina: gen en el cromosoma 11
Células C del tiroides de origen ectodérmico: el gen de la Calcitonina codifica, al menos, tres péptidos
5´ 3´
Transcripción
A DCB E F 3´5´
A DCB CA B E F
Calcitonina y Catacalcina PRGC, 37aa, vasodilatador
+
Receptores calcitonina Receptores calcitonina
Receptor acoplado a Proteínas GInteracción aumenta AMPc
Osteoblastos: proliferación y actividad
Osteocitos: aumenta la actividad Ca-ATPasa de la membrana osteocítica
Receptor acoplado a Proteínas GInteracción aumenta AMPc
Osteoblastos: proliferación y actividad
Osteocitos: aumenta la actividad Ca-ATPasa de la membrana osteocítica AMPc
Osteoide=hueso neoformadoOsteoide=hueso neoformado
adenilciclasa
Expresión génicamRNA colágenos(I,V,XI y XII),glicosaminoglicanos(decorina, biglicano,..)osteocalcina, osteonectina,sialoproteína ósea,albúmina,fosfatasa alcalinaetc.
Cristales de hidroxiapatita Ca10(PO4) 6(OH) 2
Sales amorfas: fosfato cálcico, CaH (PO4) 2
Osteocitos Ca 2+ ATPasa
Ca 2+
Ca 2+
Calcitonina sobre Membrana osteocítica. Disminución de Osteólisis= salida de Ca 2+ por disminución de la permeabilidad de la membrana
Ca 2+ CalcitoninaCalcitonina
Osteoide:hueso neoformado
Osteocito:Osteoblasto atrapado
Osteoblastos: formadoras de hueso
Osteoclastos:destructoras
Matriz ósea
Canalículo
Acción de la calcitonina
Ingesta
Incremento en la secreción GASTRINA
CALCITONINA(promueve la
utilización Ca2+
Por el hueso)
Mecanismo adicional de las
hormonas gastrointestinales,
especialmente la gastrina, que facilita la captación de Ca2+
por el hueso, tras la ingestión de
alimentos
Ca2+ plasmático Ca2+ plasmático
CALCITONINA
Ca2+ plasmáticoCa2+ plasmático
Actividad osteoblástica
Permeabilidad membrana osteocítica. Bombeo Ca2+ alhueso.
Actividad osteoblástica
Permeabilidad membrana osteocítica. Bombeo Ca2+ alhueso.
reabsorción de Ca2+
y fosfato. excreción urinaria de Ca2+ y fosfato.
(más por ausencia de PTHque por efecto específico)
Aumenta pérdidasde Ca2+ secrecionesgastrointestinales
Aumenta pérdidasde Ca2+ secrecionesgastrointestinales
Síntesis y activación de la Vitamina D (I)
Esteroles (derivados del colesterol)7-hidroxicolesterol (piel y procedente de alimentos)
Sardinas, Atún, pescado azul,Boquerones,Mantequilla,....
Sardinas, Atún, pescado azul,Boquerones,Mantequilla,....
Rayos UV
Colecalciferol
Hidroxilación
25-hidroxicolecalciferol
2ª Hidroxilación
1-25-dihidroxicolecalciferol Vitamina D3 (activa)
(-)
(+) PTH
Absorción de Ca2+
Ca2+ Ca2+(-)
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Intervalo normal
Aporte de vitamina D3 (veces la normal)
25-h
idro
xica
lcif
ero
l p
lasm
àtic
o (
vece
s en
no
rmal
)
Regulación por retroacción del 25-hidroxicolecalciferol
Síntesis y activación de la Vitamina D (I)
Esteroles (derivados del colesterol)7-hidroxicolesterol (piel y procedente de alimentos)
Sardinas, Atún, pescado azul,Boquerones,Mantequilla,....
Sardinas, Atún, pescado azul,Boquerones,Mantequilla,....
Rayos UV
Colecalciferol
Hidroxilación
25-hidroxicolecalciferol
2ª Hidroxilación
1-25-dihidroxicolecalciferol Vitamina D3 (activa)
(-)
(+) PTH
Absorción de Ca2+
Ca2+ Ca2+(-)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
6
5
4
3
2
1
0
Calcio plasmático (mg/dL)N
orm
al
1,25
-dih
idro
xica
lcif
ero
l p
lasm
àtic
o (
vece
s en
no
rmal
)
Regulación por retroacción negativa de la síntesis 1-25-dihidroxicolecalciferol por el Ca2+
Finalidad de esta doble regulación de la activación de la Vitamina D3:
Finalidad de esta doble regulación de la activación de la Vitamina D3:
1. Se evita un exceso de vitamina D3 aunque la ingesta sea abundante
2. Se conservan los depósitos de vitamina D en el hígado en forma de colecalciferol (Hidroxilada se metaboliza en unas semanas). Importancia en países poco soleados.
1. Se evita un exceso de vitamina D3 aunque la ingesta sea abundante
2. Se conservan los depósitos de vitamina D en el hígado en forma de colecalciferol (Hidroxilada se metaboliza en unas semanas). Importancia en países poco soleados.
Colecalciferol (Vitamina D3)
25-hidroxicolecalciferol
1,25-dihidroxicolecalciferol
Promueve la acción de la PTH
reabsorción de Ca2+ y fosfato. excreción urinaria de Ca2+
y fosfato.
Ca2+ plasmático
Ca2+ plasmático
PTH-hidroxilasa
Absorción intestinal de Ca2+ y fosfato. Absorción intestinal de Ca2+ y fosfato.
SANGRE ENTEROCITO(duodeno)
LUZ INTESTINAL
Contratransporte Ca 2+- Na +
Na+
Na+/K+ATPasa
ATP
Ca 2+ATPasaATP
ADP+PiCa 2+ATPasa
ConcentracionesCa2+ 0.2 Eq/L
3 Na+
2 K+
ADP+Pi
Ca2+ Paracelular
Proteina fijadora de Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Ca2+
Actividad fosfatasa alcalina
Vitamina DA favor de gradiente
Ca 2+
Ca 2+
Ca 2+
Na+
[Ca2+]5 mEq/L
Transcelular
H +
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Mecanismos gastrointestinales2.2. Mecanismos renales2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.
3. Calcemia. 3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
1. ¿A qué va encaminado el metabolismo del calcio?Funciones fisiológicas
2. ¿Qué órganos están implicados?2.1. Mecanismos gastrointestinales2.2. Mecanismos renales2.3. Disponibilidad y utilización del Ca 2+ por el hueso.
3. Calcemia. 3.1. Rango. ¿Por qué tan riguroso control?3.2. Efectos de la hipocalcemia y de la hipercalcemia3.3. ¿Cómo se encuentra el calcio en sangre?Implicaciones en su biodisponibilidad
4. Receptores celulares sensibles al Ca 2+ del LEC5. Mecanismos reguladores de la calcemia:
5.1. De acción rápida.5.2. De acción lenta: PTH, Calcitonina, Vitamina D
6. Control global de la Calcemia
La disminución o el aumento de 1mg/dL de la calcemiadobla la secreción de PTH o de calcitonina
que inducen el efecto contrario, hipercalcemiante o hipocalcemiante, respectivamente,
La disminución o el aumento de 1mg/dL de la calcemiadobla la secreción de PTH o de calcitonina
que inducen el efecto contrario, hipercalcemiante o hipocalcemiante, respectivamente,
Sin embargo, en cuanto a la forma de actuar existen dos diferencias:
1. Calcitonina actúa rápidamente y por corto espacio de tiempo. Su vida media es de 1 hora.
Ejs: Tras la ingesta y después de una tiroidectomía
2. PTH tarda más en actuar (efecto máximo a las 4 horas), pero su efecto persiste por más tiempo.
La calcemia termina dependiendo de la PTH.
Sin embargo, en cuanto a la forma de actuar existen dos diferencias:
1. Calcitonina actúa rápidamente y por corto espacio de tiempo. Su vida media es de 1 hora.
Ejs: Tras la ingesta y después de una tiroidectomía
2. PTH tarda más en actuar (efecto máximo a las 4 horas), pero su efecto persiste por más tiempo.
La calcemia termina dependiendo de la PTH.
Pa
rato
rmo
na
pla
sm
át i
ca
(ng
/mL
)3
1
2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Calcio plasmático (mg/dL)
200
400
600
800
1000
Ca
lcit
on
ina
pla
s má
tic
a (
pg
/mL
)
CalcitoninaHormona paratiroidea
Efecto crónicoEfecto agudo
Control global de la calcemia
Valor fisiológico
2ª. PTH2ª. PTH
ActivaciónVitamina D3
ActivaciónVitamina D3
Disminución de calcemia Disminución de calcemia
-hidrolasa
Salida de Ca 2+y aumento de
resorción ósea
Salida de Ca 2+y aumento de
resorción ósea
reabsorción Ca 2+y disminución excreción
reabsorción Ca 2+y disminución excreción
Absorción intestinal de Ca 2+
Absorción intestinal de Ca 2+
1ª. Ca 2+1ª. Ca 2+
Calcemia:9,0-10,5 mg/dL
Calcemia:9,0-10,5 mg/dL
Hipercalcemia Hipercalcemia
Aumento excreción Ca 2+al disminuir la reabsorción
por ausencia de PTH
Aumento excreción Ca 2+al disminuir la reabsorción
por ausencia de PTH
Ca 2+Ca 2+1ª
Calcemia:9,0-10,5 mg/dL Calcemia:9,0-10,5 mg/dL
2ª
CalcitoninaCalcitonina
Aumento de formaciónósea y mineralización
Aumento de formaciónósea y mineralización
Aumento eliminación Ca 2+en secreciones
gastrointestinales
Aumento eliminación Ca 2+en secreciones
gastrointestinales
Muchas graciasiccortazar@ceu.es