Universidad de Chile Facultad de Medicina Fisiología General 2009 – Tecnología Médica
Por C. Diego Villavicencio M.
Endocrino VII. Trascripción clase:
Mecanismos de control de la Calcemia Dr. S. Villanueva Este mecanismo sigue la misma lógica del control de la glicemia. Lo que veremos es la calcemia: Calcemia: Es Calcemia: Es la concentración de calcio en el plasma. El ión calcio calcio no es un ión como los otros otros,, porq porque ue es una una señal señal bioló biológic gica: a: partic participa ipan n en numer numeroso ososs proce procesos sos biológicos esenciales y para que las pueda cumplir de manera adecuada necesita estar en una concentración constante en el extracelular, y eso se hace regulando la calcemia. calcemia. Se regula mediante una simple retroalimentación negativa: si la calcemia baja estimula la secreción de hormonas cuya función es subir la calcemia. calcemia. Las hormonas que participan son: - La hormona paratiroídea o paratiroídea o PTH. - Calcitriol, Calcitriol , conocido como metabolito activo de la vitamina D3. - Calcitonina: Calcitonina : Péptido tiroídeo que se produce en la tiroides pero en otras células. La PTH y el calcitriol calcitriol son denominadas hormonas hipercalcemianas, que serian análogas con respecto a la glicemia glicemia con lo que hace el glucagón glucagón.. Es decir, decir, cuando cuando baja el calcio calcio estas hormonas hormonas se producen producen y su acción será subir el calcio a los niveles normales, impedir que el calcio caiga. La calcitonina calcitonina en en condiciones fisiológicas es poco relevante, pero en condiciones fisiopatológicas es muy relevante. Esta es una hormonas hipocalcemiana, es decir, se secreta en aquellas circunstancias en las cuales sube la calcemia, cosa que no es muy usual. usual. Adem Además ás si la calce calcemi mia a sube sube much mucho o no es tan peligro peligroso so como como que baje mucho porque afecta los tejidos excitables (entre otras cosas). Por donde uno lo vea las acciones fisiológicas de la calcitonina es menos relevante que las de PTH y calcitriol. Estas hormonas actúan en el intestino, hueso y en el riñón. - Intestino: Aquí Intestino: Aquí regularemos la absorción de calcio de la dieta. - Hueso: Hueso: En donde controlaremos bidireccionalmente el depósito de calcio y la resorsión ósea. - Riñón: Controlaremos Riñón: Controlaremos la excreción de calcio por la orina. Entonces podemos controlar la vía de entrada de calcio y la vía de salida de calcio. La absorción de calcio esta mediada por el calcitriol, esta es la hormona que regula la absorción de calcio por la dieta. Las hormonas que regulan la excreción de calcio son las dos peptídicas: la PTH regula la reabsorción renal de calcio, estimula la reabsorción impidiendo que el calcio se excrete. Secundariamente la calcitonina la va a estimular. En el hueso actúan: la PTH estimulando la resorsión ósea (degradación de la superficie del hueso) y la calcitoninaes todo lo contrario. Ø
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El calcio plasmático participa en varios procesos biológicos esenciales, tales como la formación ósea, coagulación sanguínea, la secreción de mensajeros intercelulares, transducción de señales, etc. La calcemia se regula de la misma forma que la glicemia: la propia variable regulada estimula o inhibe a las hormonas involucradas en su control.
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La mantención de la calcemia es posible gracias a la acción regulatoria ejercida principalmente por tres hormonas: la hormona paratiroídea PTH, el calcitriol (metabolito activo de la vitamina D3) y la calcitonina (poco relevante).
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La PTH y el calcitriol (1,25-[OH]2-D3) aumentan en el plasma con una respuesta a la disminución de la calcemia (que es muy peligrosa, aún a corto plazo). La calcitonina se secreta frente a un aumento de la calcemia (que normalmente no implica riesgo a corto plazo). Las hormonas reguladoras de la calcemia cumplen su objetivo controlando la absorción intestinal del calcio dietario, el intercambio entre el líquido extracelular y el hueso (principal reservorio corporal del calcio) y su excreción urinaria.
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Glándula y hormonas paratiroídeas Las hormonas paratoroídeas son las más importantes. La PTH es un péptido y es producida por las glándulas paratiroides, son 4 y se encuentran por detrás de la tiroides. Si hacemos un corte de tejido como en la imagen, podemos ver que hay tanto tejido tiroídeo como paratiroídeo. Vemos los folículos tiroídeos con coloide adentro, mientras que lo de al medio es la glándula paratiroídeas. Son células prácticamente de un tipo que producen la PTH. Estas células tienen en la membrana una proteína que une calcio con baja afinidad, y que actúa como un sensor de calcio. Si el calcio disminuye esta proteína (receptor de membrana) va activar una vía por proteína G que va a llevar finalmente a la secreción de los gránulos con PTH.
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Las células principales de la paratiroides poseen un sensor de calcio (receptor acoplado a proteína G) que controla la secreción exocítica de PTH.
De tal manera que si graficamos como sale abajo, el calcio ionizado (más o menos la mitad del calcio es activo biológico) v/s hormona paratiroídea veremos que en la medida que disminuye el calcio plasmático empieza a aumentar la producción de PTH. Y por el contrario en la medida que el calcio en el plasma aumenta se inhibe la secreción de PTH. La respuesta es básicamente lineal y muy pronunciada: pequeños cambios en la calcemia provoca grandes cambios en la secreción de PTH.
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El principal determinante en la secreción de PTH es la calcemia .
Ahora veamos el detalle de las acciones de estas hormonas: Como vimos la PTH actúa a nivel de hueso y de riñón: si disminuye la calcemia por todo lo dicho anteriormente, tenemos secreción de PTH, que a nivel de hueso va a activar a unas células que recubren el hueso que se denominan osteoclastos (macrófagos) provocando una degradación microscópica del hueso, liberando fosfato y obviamente calcio. Si el calcio baja del plasma rápidamente se libera calcio del hueso. Pero, además, más lento pero muy efectivo la PTH actúa a nivel de los túbulos renales aumentando la reabsorción de calcio, y por ende disminuye la excreción urinaria. Saco calcio de la reserve e impido que se excrete. La PTH es necesaria para producir el calcitriol y de esa manera aumentamos la absorción intestinal de calcio. Así que tenemos un aumento de calcio de manera directa por la PTH y un aumento de manera indirecta mediado por calcitriol.
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El calcitriol es una hormona muy particular. Su nombre nos dice que es una hormona que se produce a partir de la vitamina D3. Esta vitamina se encuentra en la piel; sucede que esta vitamina que viene de la dieta (pescados) se complementa con una producción endógena de vitamina D3 gracias a la exposición a radiación solar, formándose así en la epidermis. Para producir suficiente vitamina D endógena tendríamos que vivir desnudos siempre al sol, así que la mayor concentración viene de la dieta. v
El calcitriol es un derivado no esferoidal del colesterol que se sintetiza a partir de la vitamina D 3.
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La vitamina D 3 (colecalciferol) puede provenir de la dieta o ser sintetizada en la piel si hay suficiente exposición solar.
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La activación de la Vitamina D3 depende de PTH.
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El calcitriol promueve la absorción intestinal de calcio y además sinergiza las acciones de PTH a nivel óseo y renal.
Esta vitamina es necesaria para el desarrollo óseo, pero, necesita transformarse brevemente en el metabolito activo de D3, y lo hace mediante por producción de calcitriol en dos pasos consecutivos: en el hígado y el otro en los riñones: en este segundo paso es donde se produce la estimulación y activación vía PTH. En el hígado esta vitamina D3 es hidroxigenada en posición 25, se forma entonces el 25-OH D3, que es un compuesto inactivo, este puede ser utilizado para trasformarlo en 1,25-(OH)2D3, es decir, hidroxilarse en posición 1, y esta etapa esta controlada por la hormona paratiroídea. Calcitriol actuando a nivel de transcripción génica porque es una hormona hidrofóbica pero no es esteroide. Induce la sintieses de canales de calcio que se insertan en la membranas del entericitos (células del intestino) aumentando la permeabilidad a calcio por lo tanto la absorción intestinal. También, el calcitriol estimula la síntesis de calvictinas en el entericito que unen calcio formando un gradiente de absorción de calcio; acciones lentas pero prolongadas.
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La calcitonina que se va a secretar cuando aumente la calcemia y que provocará una mayor excreción de calcio y mayor depósito de calcio en el hueso, saldrá por células parafoliculares (entre los folículos) o por las células C (calcitonina) de la tiroides. En ese caso, la calcitonina va aumentar la excreción de calcio y el depósito de calcio estimulando los esteoblastos, que sintetizan hidroxiapatita en el hueso y de esa manera se baja la calcemia. Esta hormona también tiene acciones farmacológicas.
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