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MECAMISMOS REGULADORES DA CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA DE Cálcio e Fosfato Fosfato 1,25(OH) 2...
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MECAMISMOS REGULADORES DA CONCENTRAÇÃO
PLASMÁTICA DE
Cálcio e Fosfato
1,25(OH)2 vitD/PTH/calcitonina/FGF23
Elemento % No total de atomos
% peso corporal
Hidrogenio 63 10,0
Oxigenio 25,5 64,5
Carbono 9,5 18,0
Nitrogenio 1,4 3,1
Calcio 0,31 1,96Fosforo 0,22 1,08Cloro 0,08 0,45
Potassio 0,06 0,37
Enxofre 0,05 0,25
Sodio 0,03 0,11
magnesio 0,01 0,04
Composição elemental do corpo humano (Lehninger, 1975)
Conteúdo corporal e distribuição tecidual de cálcio e fósforo em pessoas sadias
Cálcio FósforoConteúdo total 1.300g 600g
% conteúdo totalOssos e dentes 99% 86%LEC 1% 0,08%LIC 0,1% 14%
Funções do cálcio e PiAcoplamento excitação-contração
muscular• Transmissão sináptica• Agregação plaquetária• Coagulação• Secreção hormonal e outros
mediadores via exocitose• 2º mensageiro!• Regulação divisão celular• Contração muscular• Motilidade celular• Tráfico vesicular e secreção• Iniciação sintese DNA• Fertilização• Excitação de cones e bastonetes
• Resistência da estrutura óssea (hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2)
• Metabolismo Energético (ATP)• Tampão no plasma e urina
(fosfatos: H2PO4-, HPO4
-2 e PO4-3)
• Manutenção integridade celular• Regulador atividade enzimática• Regulador no transporte de O2 –
pela formação da 2,3DPG
[Cálcio] plasmática cte,
variação 1-2% ao dia, 8,8-10,5 mg/dL
[Fósforo] plasmática
variação 50-150% ao dia, 3-4,5 mg/dL
Circadian variation of serum phosphate levels in normal subjects, as reported by Jubiz et al. in 1972 [15] (closed circles) and Portale et al. in 1987 [17] (open circles).
Becker G J et al. Nephrol. Dial. Transplant. 2009;24:2321-2324
© The Author [2009]. Published by Oxford University Press on behalf of ERA-EDTA. All rights reserved. For Permissions, please e-mail: [email protected]
Formas de cálcio e fósforo encontradas no plasma
Íon mg/dL Ionizada Ligada a proteínas
Complexada
Ca++ 10 50% 45% 5%
Pi 4 84% 10% 6%
Ca+2 Anions: PO4-3, HCO3
-, citrato e lactatoPi Cations: Na+ e K+
Ca2+
Ca2+
H+
H+
H+H+
Albumina
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
H+
H+ Albumina
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
[Ca+2] ionizado
ACIDOSE
[Ca+2] ionizado
ALCALOSE
TECIDOS MOLES
LEC
Movimentos do cálcio e fosfato
Movimentos do cálcio
Secreção cálcio = 300mg/d
30-70% - transporte ativo regulado hormonalmente
Movimentos do fosfato
60-65% - transporte passivo e ativo• afavor do gradiente eletrico e de
concentração – principalemnte via paracelular
• T ativo regulado hormonalmente – 15%Secreção fosfato = 210mg/d
FONTES
Alimentos: ricos em cálcio e fósforo estão leite e derivados, particularmente queijo
Ricos em cálcio: cereais, legumes (águas minerais)
Ricos em proteínas fornecem muito fósforo e pouco cálcio: carne, peixe, fígado e ovos
NECESSIDADES DIÁRIAS
Cálcio: 0,8g para adultos; 1,3g crianças; 1,5g gestante e 2 g lactaçãoFósforo: 0,9g adultos e 1,3g crianças
Relação Ca/P na dieta, satisfatório! – 2:1 ou 1:1
• Proteção orgãos vitais• Rigidez favorece locomoção e tolera
cargas contra a gravidade• Homeostase Ca e P
• Hidroxiapatita – Ca10(PO4)6(OH)2
• Reabsorção X Formação• Fluxo sg: 200-400 mL/min em
adultos
Parte orgânica – colágeno tipo 1Parte mineral –
fosfato de Ca+2 58%;carbonato de Ca+2 7%; fluoreto de Ca+2 e fosfato de magnésio 1 e 2%;NaCl <1%
OSSOS E OSSIFICAÇÃO
Osso compacto (80%)
Lacunas (ocupada por osteócitos)
Osso trabecular (20%)
Espaços de reabsorção
Canal haversiano
Sistema haversiano (canal e lamelas)
Constituição:
Parte orgânicaParte mineral –
fosfato de Ca 58%; carbonato de Ca 7%; fluoreto de Ca e fosfato de magnésio 1 e 2%;NaCl <1%
canalículos
Lacunas
Canal haversiano
Lacunas com osteócitos
Canais haversianos
Osso descalcificado
Osso calcinado
OsteoblastosOsteócitos
Osso intermembranoso
Vaso sg
Núcleos
Osteoclasto
OSSO
OSTEOCLASTOOSTEOBLASTO
OSTEÓIDE
Epitélio unicelular
LEC
Movimentos do fosfato
90% do fosfato plasmático é filtrado pelos glomérulos, sendo ~85% reabsorvido!
< 15%
LEC
Movimentos do cálcio
98% carga filtrada é reabsorvida!
Sendo cerca de 10% regulada por ação hormonal!
< 2%
Principais
Principais
Principais
Oxifílicas
Oxifílicas
Oxifílicas
Principais
cápsula Vasos sanguíneos
Glândulas paratireóides
PTHParatormônio
Sequência sinal
Sequência Biologicame
nte ativaPro
Sequência Fragmento terminal carboxila
resíduos
resíduos(secretado)
Retículo endoplasmático rugoso
Vesículas secretoras
resíduos
resíduos
Resposta da glândula paratireóide a mudanças na [ ] plasmática de Ca+2
Ca+2 livre plasmático (mM)
Glândulas paratireóid
es
Células principais
Receptor para Ca+2
[Ca+2] EC...
...inibição sintese e liberação de
PTH.
Célula principa
lGrânulo secretor
LS Costanzo, APS, 20, S207-S216, 1998
PTH induz aumento da concentração
cálcio iônico através de aumento da
reabsorção renal de cálcio e por
ativação de osteoclastos. Tem também
efeitos anabólico ósseo e fosfatúrico!
H F DeLuca, Am J Clin Nutr, 80, 1689S-96S, 2004
PELE
FÍGADO
RIM
7-DEHIDRO-COLESTEROLCOLECALCIFEROL (VIT. D3)
25-HIDROXICOLECALCIFEROL
1,25(OH)2-COLECALCIFEROL
Biossíntese da Vitamina DUV
25-Hidroxilase
1Hidroxilase
LS Costanzo, APS, 20, S207-S216, 1998
1- Canais de cálcio da porção apical dos enterócitos: TRVP5 e TRVP6
3- Cálcio-ATPase da membrana plasmática: PMCA Trocador cálcio e sódio: NCX
DUODENO E JEJUNO
2- Calbindina D-9k e calbindina D-28k: transportadoras de cálcio IC
sangue
Espaço intersticial
Célula epitelialLúmen
intestinal
Síntese proteíca
Núcleo
NPT2: co-transportador sódio e fosfatos
7-desidrocolesterol
Vitamina D3 (colecalciferol)
25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)
1-alfa-hidroxilase24,25-(OH)2-colecalciferol
(inativo)
Luz UV (pele)
Dieta
Fígado
Rim
1,25-(OH)2-colecalciferol(calciferol ou 1,25-(OH)2D3)
(ativo)
24-hidroxilase
Ca+
2
PTH Pi
7-desidrocolesterol
Vitamina D3 (colecalciferol)
25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)
1-alfa-hidroxilase
24,25-(OH)2-colecalciferol(inativo)
Luz UV (pele)
Dieta
Fígado
Rim
1,25-(OH)2-colecalciferol(calcitriol ou 1,25-(OH)2D3)
(ativo)
24-hidroxilase
[Ca+2] calcitriol Pi
Figure 4 The endocrine effects of vitamin D on phosphate metabolism
Razzaque, M. S. (2009) The FGF23–Klotho axis: endocrine regulation of phosphate homeostasisNat. Rev. Endocrinol. doi:10.1038/nrendo.2009.196
Calcitriol (VitD3 ativa) atua de modo
lento na absorção intestinal de calcio e
sobre os ossos, tanto na mineralização
de osso recém-formado, assim como
tem potente efeito indutor da
reabsorção óssea.
Cápsula de tecido conectivoCapilar
Células foliculares
Célula C
Folículo tireóideo
Colóide
Corte da glândula tireóide
CALCITONINA
Figure 1 Serum phosphate lowering effects of FGF23
Razzaque, M. S. (2009) The FGF23–Klotho axis: endocrine regulation of phosphate homeostasisNat. Rev. Endocrinol. doi:10.1038/nrendo.2009.196
FGF23 – fator de crescimento fibroblastico ou de fibroblastos 23
• Osteoblastos e osteócitos
• Sua secreção é estimulada pelo calcitriol e por
sobrecarga de fosfato (in vitro e in vivo)
• Age nos rins induzindo efeito fosfatúrico e
suprime a 1-alfa-hidroxilase!
7-desidrocolesterol
Vitamina D3 (colecalciferol)
25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)
1-alfa-hidroxilase
24,25-(OH)2-colecalciferol(inativo)
Luz UV (pele)
Dieta
Fígado
Rim
1,25-(OH)2-colecalciferol(calcitriol ou 1,25-(OH)2D3)
(ativo)
24-hidroxilase
[Ca+2] calcitriol FGF23
HIPOCALCEMIA HIPERCALCEMIA
PTH
Ca
Ca PO41,25(OH)2D
PTH
Ca
1,25(OH)2D
Ca
PO4
HIPOFOSFATEMIA HIPERFOSFATEMIA
PTH
PO4 PO4
1.25(OH)D 1.25(OH)D
PTHFGF23
PO4
PO4
• Estrogênio: proliferação osteoblastos, receptores Vit D, do GH e progesterona, reduz osteoclastos - reabsorção óssea;
• GH: estimula proliferação osteoblastos, IGF-1;• HT: em excesso estimulam reabsorção óssea;• Prolactina: aumenta reabsorção óssea a a atividade da 1-
alfa-hidroxilase (Vit D);• Glicocorticóides: efeito catabólico;
Outros reguladores do metabolismo de cálcio e do osso
TECIDOS MOLES
LEC1.000mg
(8,8-10,6 mg/dL)
Movimentos do cálcio
Dieta1.000mg/d
Fezes825mg/d
Absorvido300mg/d
Reabsorvido9.825mg/d
Secretado125mg/d
Deposição500mg/d
Filtrado10.000mg/d
Ressorção500mg/d
Urina175mg/d
1.000g
TECIDOS MOLES
LEC500mg
(2,5-4,5 mg/dL)
Movimentos do fosfato
Dieta1.400mg/d
Fezes500mg/d
Absorvido1.100mg/d
Reabsorvido6.100mg/d
Secretado200mg/d
Deposição210mg/d
Filtrado7.000mg/d
Ressorção210mg/d
Urina900mg/d
600g
100g
TECIDOS MOLES
LEC
Movimentos do cálcio e fosfato
1,25-(OH)2-vitD3
1,25-(OH)2-vitD3
PTH
PTH
calcitonina
1,25-(OH)2-vitD3
calcitonina
FGF23
Questão:
• Por que em países com baixa luminosidade, exemplo Bélgica, mesmo pertencendo ao conhecido primeiro mundo, apresenta raquitismo em crianças e até osteomalácia em adultos? Ordene os efeitos biológicos envolvidos.
• Qual seria a razão teleológica relacionado ao efeito fosfatúrico do PTH?