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FACULTAD DE QUÍMICADEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CURSO DE BIOQUÍMICA CLÍNICA(CLAVE 1807)
Licenciatura de QFB
Prof. Laura Carmona SalazarSemestre: 13-II
Este material es exclusivamente para uso educativo y no de lucro
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METABOLISMO ÓSEO Y MINERAL
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GENERALIDADES DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ESQUELÉTICO
• Representa casi un quinto del peso del cuerpo• A excepción del hueso hioides, todos los demás se
encuentran articulados entre sí, soportados por estructurasconectivas complementarias como ligamentos, tendones,músculos y cartílagos
• Proporciona un armazón de palancas rígidas y placas estables• Proporciona un armazón de palancas rígidas y placas establesque permiten múltiples movimientos
• Es sostén de todas las demás partes que conforman el cuerpo• Es protector de ciertos órganos• Se encuentra integrado funcionalmente con el sistema
cardiovascular, ya que produce nuevas células para la sangre• Es depósito de minerales importantes• Presenta un sistema de reparación integrado
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ANATOMÍA DEL SISTEMA ESQUELÉTICO
El esqueleto promedio consta de 206 huesos:
ESQUELETO AXIALEl cráneo, la columna vertebral, las costillas y el esternón
80
esternón
ESQUELETO APENDICULARHuesos de hombros, brazos, muñecas, manos, caderas, piernas, tobillos y pies
126
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ESTRUCTURA DE LOS HUESOSEs un tipo de tejido conjuntivo pero de gran dureza y muy ligero. Esta formado por fibrasproteicas y células especializadas. Se destruye y construye constantemente, ajustando sutamaño y forma durante el crecimiento, tras una lesión o en respuesta a un esfuerzo prolongado
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COMPOSICIÓN DEL HUESO
• CÉLULAS ESPECIALIZADAS:
Células osteoprogenitoras
OSTEOBLASTOS
OSTEOCITOS
OSTEOCLASTOS
FORMACIÓN
RESORCIÓN
• FIBRAS DE PROTEÍNA.- 90 % Colágeno > osteocalcina> osteonectina>osteopontina
• MATRIZ DE AGUA, CRISTALES, SALES MINERALES.-Calcio y fosfato en forma de cristales de hidroxiapatita
OSTEOCLASTOS RESORCIÓN
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DISTRIBUCIÓN DEL CALCIO
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CALCIO
causa excitación del SNC
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DETERMINACIÓN DE CALCIO
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DETERMINACIÓN DE FÓSFORO
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LA HOMEOSTASIS DE LOS NIVELES DE CALCIO Y FÓSFORO
INVOLUCRA LA PARTICIPACIÓN DE TRES HORMONAS:
VITAMINA DHORMONA PARATIROIDEA O PARATIRINA (PTH)
CALCITONINACALCITONINA
PRODUCE RESPUESTA EN TRES ORGÁNOS BLANCO:HUESORIÑÓN
INTESTINO
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VITAMINA D
Es una hormona involucrada en un complejo sistema endocrino queregula:�La homeostasis mineral�Protege la integridad del esqueleto�Modula el crecimiento y diferenciación de una amplia variedad detejidos
Hígado y riñón son los encargados de producir el calcidiol o 25-Hígado y riñón son los encargados de producir el calcidiol o 25-hidroxivitamina D3 (forma circulante de vitamina D más abundante) y elcalcitriol o 1-α,25-hidroxivitamina D3 (la forma biológica más activa),respectivamente.
La [calcidiol] es el índice más fiable para definir situaciones de déficit,insuficiencia, hipovitaminosis, suficiencia y toxicidad de vitamina D
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FORMACIÓN Y ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS DIFERENTES COMPONENTES DEL SISTEMA VITAMINA D
SE UNE A SU RECEPTOR QUE ES DE TIPO ESTEROIDEO
LLEVA A CABO SU FUNCIÓN A NIVEL NUCLEAR
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FUNCIONES DE LA VITAMINA D SOBRE EL CALCIO
a. Induce proteínas implicadas en la absorción intestinalde calcio y fosfato
b. En ausencia de calcio en la dieta, lo moviliza de loshuesos a través de estimular las células óseasespecializadas, es decir potencia la actividad deosteoblastos y osteoclastos. Dicha acción involucratambién la participación de la paratirina (PTH)también la participación de la paratirina (PTH)
c. Ambas hormonas D y PTH son encargadas de laresorción del calcio filtrado a través del túbulo renaldistal
d. La vitamina D también participa durante la iniciacióndel modelado y remodelado óseo y sus reparacionescorrespondientes
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PTH
Se sintetiza como preprohormona de 115 aa
Se rompe para formar la prohormona de 90 aa
Pierde entre 6 o más aa y se secreta “Forma intacta” t1/2 15 a 20 min
Puede sufrir otras dos fragmentaciones N- C- terminal
[Calcio] ionizado, el magnesio y fósforo regulan su síntesis y secreción
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MECANISMO DE ACCIÓNInvolucra un receptor membranal (7TM) que activa a la Involucra un receptor membranal (7TM) que activa a la adenilato ciclasa e involucra la participación del AMPc
LA PTH ESTIMULA EL AUMENTO DE CALCIO EN SANGRE
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EN EL SISTEMA ESQUELÉTICOLAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS CONTROLAN LA FORMACIÓN Y
PROCESOS DE RESORCIÓN
LOS OSTEOBLASTOS Y OSTEOCITOS REGULAN LA SÍNTESIS DE HUESO NO MINERALIZADO
LOS OSTEOCLASTOS CONTROLAN LOS PROCESOS DE RESORCIÓN Y APORTAN CALCIO AL LÍQUIDO
EXTRACELULAR
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FUNCIONES DE LA PTH
• Regula la formación ósea. Este efecto anabólico lo ejerce a través de la estimulación de la proliferación e inhibición de la apoptosis de los osteoblastos.de los osteoblastos.
• Regulación de la resorción ósea
• Acoplamiento entre la formación y resorción ósea.
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INTERELACIÓN DE LA VITAMINA D CON LA PTH Y SUS ÓRGANOS DIANA Y EL CALCIO
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REMODELAMIENTO ÓSEO
Es un proceso normal y saludable de los huesos. Es un proceso dinámicoy acoplado en el que se da una continua destrucción (resorción) delhueso viejo por los osteoclastos y formación de hueso nuevo por lososteoblastos
REGULACIÓN
�Factores mecánicos�Hormonal (PTH, Vit D, hormonas tiroideas, estrógenos, cortisol, hormona de crecimiento, andrógenos)�Factores de crecimineto�Citocinas (IL-1 y IL-6)
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HORMONA HUESO RIÑÓN INTESTINO
PTH Resorción de Ca y PO4 Reabsorción de Ca y PO4 Absorción de Ca y PO4
VITAMINA D Resorción de Ca y PO4 Reabsorción de Ca y PO4 Absorción de Ca y PO4
CALCITONINA Resorción de Ca y PO4 Reabsorción de Ca y PO4 Ninguna
EFECTOS DE LAS HORMONAS REGULADORAS DEL CALCIO
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LOS MARCADORES ÓSEOS BIOQUÍMICOS SON UN REFLEJO DE ESTE PROCESO DE REMODELACIÓN Y PUEDEN SER MEDIDOS EN SANGRE Y EN ORINASANGRE Y EN ORINA
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MARCADORES DE RESORCIÓN ÓSEA
• Producto de la síntesis de los osteoclastos
Fosfatasa ácida tartrato resistente (FATR)
• Productos de degradación de la matriz mineral
Calcio urinario
• Productos de degradación del colágeno
�Hidroxiprolina
�Enlaces (Crosslinks) de colágeno: piridinolona y deoxipiridinolina
�Telopéptidos Nterminal de colágeno tipo I (NTx)
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TRANSTORNOS DE LOS HUESOS
FRACTURASCIÁTICALATIGAZO CERVICALPROLAPSO DISCAL (HERNIA DISCAL)OSTEOMIELITIS.- Infección de un huesoOSTEOPOROSIS.- Pérdida de tejido óseo, que lo vuelve más débil y quebradizo, fácil de rompersey quebradizo, fácil de romperseOSTEOMALACIA.- Pérdida de calcio y fósforo, usualmente debido a deficiencia en vitamina DENFERMEDAD DE PAGET.- Deformación óseaCÁNCER DE HUESOS
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¿CUÁNTO CUESTA TRATAR A LAS MUJERES CON OSTEOPOROSIS EN MÉXICO?