Hormona Paratiroidea, calcitonina, metabolismo del calcio y el fosfato, Vitamina D, huesos y Dientes

Hormona Paratiroidea, calcitonina, metabolismo del calcio y el fosfato, Vitamina D, huesos y Dientes

1. El Calcio y el fosfato en el líquido extracelular y el plasma

   • Concentración de Ca en el líquido extracelular 9,4mg/dl (2,4mmol de Ca por litro)
   • Ca en el plasma y en el líquido intersticial
     • En el plasma se encuentra en tres formas
       • 41% unido a proteínas no ionizado
         • No difunde a través de membranas
       • 9% no ionizado combinado con los iones del plasma y líquidos intersticiales (Citrato, Fosfato))
         • Difunde con facilidad por las membranas
       • 50% ionizado activo y difunde las membranas celulares
     • contienen una concentración del 50% en forma ionizada que se encarga de procesos fisiológicos del organismo en especial del corazón, sistema nervioso y formación de hueso
   • Los iones de Ca son fundamentales en el organismo ya que intervienen en varios procesos fisiológicos
   • La hipercalcemia provoca una depresión del sistema nervioso, debilidad muscular, estreñimiento, entre otros efectos
   • La hipocalcemia provoca una hiperexitabilidad del sistema nervioso (estimula la activación de los canales de Na), también tetania a nivel muscular y diarrea
   • Fosfato Inorgánico en los tejidos extra celulares
     • Se encuentran en dos formas
       • HPO4 / H2PO4
       • Si el fosfato aumenta en la sangre, lo hace en ambas formas
     • Cuando el pH aumenta, la concentración de H2PO4 aumenta y la de HPO4 disminuye
       • y cuando el pH disminuye, la concentración de HPO4 aumenta y la de H2PO4 disminuye
     • La cantidad de fosfato en promedio dada por ambos iones es de 4mg/dl
   • Efectos fisiológicos de las concentraciones alteradas de Ca y fosfato en los líquidos corporales
     • Hipocalcemia produce la exitación del sistema nervioso y tetania
       • El sistema nervioso se vuelve más excitable (aumenta la permeabilidad de iones Na)
         • de esta manera se inician salvas de descarga nerviosa a los músculos
           • de la periferia del cuerpo; provocando tetania
     • Hipercalcemia deprime la actividad del sistema nervioso y del músculo
       • las actividades reflejas del sistema nervioso se deprimen
         • así como también se ralentizan y disminuye el intervalo QT del corazón
           • el exceso de calcio también puede formar cristales en todo el organismo
   • Absorción y excreción de Ca y fosfato
     • Absorción intestinal y excreción fecal de Ca y fosfato
       • la ingesta apropiada de Ca es de 1g al día (1 litro de leche)
         • la vit D permite la absorción de Ca en un 35%
           • el 90% de Ca se elimina en las heces
             • El fosfato se elimina en la orina aunque su absorción se realiza junto con el Ca en el intestino
     • Excreción renal de Ca y fosfato
       • el 10% de Ca se expulsa con la orina, debido a que el 90% no se reabsorbe o no se filtra en los capilares glomerulares
         • Por otro lado la excreción renal de fosfato esta regulada por un mecanismo de rebosamiento (es decir que su excreción depende de la concentración a nivel sanguíneo

2. El hueso y su relación con el Ca y el fosfato extracelulares

   • Matriz orgánica del hueso
     • Formada por un 90-95% de fibras colágenas
       • estas fibras se disponen siguiendo las líneas de tensión y confieren resistencia al hueso
     • El resto por sustancia fundamental
       • Compuesta por proteoglucanos (condroitina sulfato y ácido hialurónico)
   • Sales óseas
     • Además de haber otros iones la mayoría se agrupa para formar cristales fundamentalmente de hidroxiapatita
     • existen ciertos minerales radioactivos que se conjugan en las sales, pero que son totalmente ajenos al hueso
     • Se depositan en la matriz orgánica del hueso y se forma de Ca y fosfato principalmente
   • Resistencia del hueso a la tensión y la compresión
     • las fibras de colágeno proporcionan resistencia a la tensión al hueso
       • mientras que los cristales de hidroxiapatita proporcionan resistencia a la compresión al hueso
   • Precipitación y absorción de Ca y fosfato en el hueso: equilibrio con los líquidos extracelulares
     • La sobresaturación de iones de Ca y fosfato no se asocian a precipitación de hidroxiapatita en los líquidos extracelulares
       • esto se debe a que las concentraciones de Ca y fosfato son superiores para que se precipiten en hidroxiapatita
         • no obstante existen inhibidores de esta precipitación como el ion pirofosfato en los demás tejidos del hueso
     • Mecanismo de calcificación ósea
       • los cuales persisten como fuente de Ca y fosfato cuando se necesitia liberarlo de forma rápida
       • formando así los cristales de hidroxiapatita a partir de compuestos amorfos
       • estos osteoblastos entran en estado de reposo llamados osteocitos; mientras que las sales se van incorporando al osteoide
       • estos monómeros se polimerizan produciendo un osteoide; en su formación algunos osteoblastos se quedan atrapados
       • primera fase: se producen moléculas de colágeno y sustancia fundamental por los osteoblastos
     • Precipitación de Ca en tejidos no óseos en condiciones patológicas
       • En condiciones normales las sales de Ca y fosfato no se precipitan en los tejidos para formar cristales
         • aunque en condiciones patológicas si pueden hacerlo, como por ejemplo el caso de la ateroesclerosis, estas precipitaciones pueden depositarse en los coágulos de sangre viejos
   • Intercambio de calcio entre el hueso y el líquido extracelular
     • Depósito de hueso por los osteoblastos
       • el hueso se deposita (osteoblastos) de forma continua así como se elimina (osteoclastos). el 4% de las superficies óseas en el adulto siempre está generando nuevo hueso
     • Absorción de hueso (función de los osteoclastos)
       • En el adulto sano la actividad de los osteoclastos afecta a menos del 1% de las superficies óseas; los osteoclastos liberan enzimas para degradar la parte orgánica del hueso y ácidos como el cítrico y el láctico para degrada las sales de Ca y fosfato y así liberarlos al torrente sanguíneo
         • Participación de la OPGL y OPG y sus receptores en las células óseas para regular este proceso
     • Equilibrio entre el depósito y la resorción de hueso
       • En condiciones normales las tasas de absorción y de de depósito de hueso son normales manteniéndose así la masa ósea
     • Importancia de la remodelación continua del hueso
       • Es importante debido a que el hueso se adapta al grado de tensión a la cual este se somete, además para soportar fuerzas mecánicas y para renovar células óseas para evitar un desgaste excesivo de hueso
     • Control de la velocidad de depósito por la cantidad que recibe
       • El hueso se deposita proporcionalmente a las compresiones que soporta; en los niños la remodelación ósea se produce de forma más precisa incluso si se aplicó una sobrecarga bastante grande debido a que el depósito de hueso en los niños es mayor que su resorción
     • La reparación de una fractura activa los osteoblastos
       • Una fractura activa las células osteoprogenitoras en su máximo estado (osteoblastos intraóseos y periósticos) estas células se encargan de renovar la materia ósea formando el callo óseo que es una soldadura entre las dos partes de hueso roto

3. Vitamina D

   • El colecalciferol se forma en la piel
     • se forma a partir del 7 dehidrocolecalciferol
     • y la exposición a los rayos UV de la luz solar
     • se captan elementos parecidos al colecalciferol por la dieta
   • Formación de la 1,25DHCC en los riñones y su control por la paratohormona
     • se transforma en los túbulos contorneados proximales
     • requiere la presencia de la hormona para tiroidea para su conversión
   • Acciones de la vitamina D
     • Efecto hormona promotor de la vit D sobre la absorción intestinal de Ca
       • lo hace mediante la calbindina que fija el calcio a las células del epitelio intestinal
         • Además estimula la formación de una ATPasa en las células del borde en cepillo
           • y la formación de una fosfatasa alcalina en las células epiteliales
     • Facilita la absorción de fosfato en el intestino
       • se cree que es un efecto secundario que afecta la absorción de Ca por el epitelio intestinal
     • Reduce la excreción renal de Ca y fosfato
       • lo hace a través de las células de los túbulos renales en las células epiteliales
     • Efecto de la vit D sobre el hueso y su relación de la actividad paratiroidea
       • la cantidad excesiva de vit D provoca la resorción del hueso
       • la cantidad escacsa de vit D provoca la calcificación ósea
   • Efecto de la concentración de Ca iónico sobre el control de la formación de 1,25DHCC
     • la concentración de Ca es inversamente proporcional a la concentración de 1,25DHCC
       • esto a su vez regula la presencia de paratohormona
         • así pues la presencia de vit D y de paratohormona estan reguladas por la concentración de Ca
   • El colecalciferol se convierte en 25HCC en el hígado
     • este es el primer paso para la activación de la vit D , el cual se alimenta por retroalimentación negativa

4. Hormona Paratiroidea

   • Química de la hormona paratiroidea
     • La PTH es principalmente un preprohormona que se transformará en un polipéptido de 90 aminoácidos y después en la PTH propiamente dicha y se excreta en vesículas secretoras producidas por el Ap. de Golgi
     • La PTH completa se excreta por la orina en cuestión de minutos
   • Anatomía y fisiología de las glándulas paratiroideas
     • Existen 4 glándulas paratiroideas en el cuerpo humano ubicadas en los polos superiores e inferiores de la glándula tiroides miden 6mm de longitud; 3mm de anchura; 2mm de espesor
     • están compuestas de células principales (producción de PTH) y algunas células oxífilas (función desconocida)
   • Efecto de la paratohormona sobre las concentraciones de Ca y fosfato en el líquido extracelular
     • 1) Efecto de la absorción ósea de Ca y de fosfato del hueso
     • La hormona paratiroidea aumenta la resorción del Ca y fosfato en el hueso (comprende dos fases: rápida y lenta)
       • La fase rápida inicia en minutos y aumenta progesivamente durante varias horas; activa osteocitos
       • En la fase lenta se necesitan varios días o semanas(activa osteoclastos)
     • 2) Efecto de la reabsorción de Ca por los riñones
   • Fase rápida de la resorción de Ca y Fosfato en el hueso: osteólisis
     • La PTH provoca la liberación de las sales óseas de dos zonas ( la matriz ósea en vecindad con los osteocitos; en vecindad de los osteoclastos a lo largo de la superficie del hueso
       • La PTH activa a los osteoblastos y osteocitos en sus receptores, que activan la bomba de calcio que provoca una rápida extracción de fosfato cálcico.
   • Fase lenta de la absorción ósea y liberación de fosfato cálcico: activación de los osteoclastos
     • La paratohormona reduce la excreción renal de Ca y aumenta la de fosfato
       • Aumenta también la absorción de iones Mg e H
       • La PTH reduce la excreción tubular de Ca y reduce la absorción tubular de fosfato
     • La paratohormona incrementa la absorción intestinal de Ca y fosfato
       • La PHT aumenta la secreción de la Vit D y esta estimula la absorción de Ca por el intestino
     • esta activación se realiza por activación de señales secundarias
       • enviadas por los osteocitos y osteoblastos a los osteoclastos
         • y esto se debe a que los osteoclastos no poseen receptores de PTH
   • El AMPc interviene en el efecto de la hormona paratiroidea
     • el AMPc se incrementa en los osteoblastos, osteoclastos y otras células efectoras después de la secreción de PTH
     • Es probable que el AMPc aumente la secreción de ácidos y enzimas en los osteoclastos; además de la secreción de 1,25DHCC
   • Control de la secreción paratiroidea por la concentración de iones Ca
     • disminución de la concentración de iones de Ca aumenta la secreción
       • aumento de la concentración de iones de Ca disminuyen la secreción
         • la estimulación de los CaSR (receptor de Ca acoplado a la protína G) de las membranas paratiroideas genera dos compuestos que son 1,45trifosfato de inositol y diacilglicerol, lo que libera el calcio de los depósitos intracelulares y reduce la secreción de la PTH

5. Calcitonina

   • se encarga de reducir las concentraciones plasmáticas de Ca y sus efectos se oponen a la PTH
     • El ascenso de la la concentración de Ca plasmática estimula la secreción de calcitonina
       • este efecto desfavorece la secreción de PTH
     • Reduce la concentración plasmática de Ca
       • efecto inmediato ( absorción inmediata de hueso ( actividad de los osteoclastos); osteólisis)
         • Reducción de la formación de los nuevos osteoclastos y por consiguiente de osteoblastos
     • Produce un efecto débil sobre la concentración plasmática de calcio en el ser humano adulto
       • Esto se debe a que la concentración de Ca está regulada principalmente por la PTH
         • en segundo lugar porque en el adulto los ritmos de absorción y de depósito son bajos independientemente de la presencia de calcitonina
           • No obstante en los niños la calcitonina tiene un efecto mucho más notorio porque la remodelación ósea es rápida en ellos
             • También se puede ver una actividad latente de la calcitonina en enfermedades como la de Paget ( enfermedad en la que está acelerada la actividad osteoclástica)

6. Resumen del control de la concentración de iones Ca

   • Control hormonal de la concentración de Ca iónico: la segunda línea de defensa
     • Desciende PTH, aumenta Calcitonina, disminuye calcio
       • Aumenta PTH, disminuye calcitonina, aumenta calcio
   • Función amortiguadora del Ca intercambiable en los huesos; primera línea de defensa
     • Consiste en el intercambio de Ca iónico para igualar concentraciones en caso de un desfase
       • Este desfase puede darse debido a una circulación de 5% de toda la sangre por el hueso y el 1% por el líquido extracelular
         • Además las mitocondrias del hígado y del organismo contienen 10g de Ca intercambiable con lo que refuerzan el sistema de amortiguamiento

7. Fisiopatología de la hormona paratiriodea, la vitamina D y enfermedades óseas

   • Hiperparatiroidismo
     • Se produce por el aumento de la PTH por varios factores y los hay de dos clases
       • primario
         • Se produce por una alteración de las paratirodes (generalmente por un tumor)
           • Genera efectos cuando existe demaciada PTH en la sangre
       • Secundario
         • Se produce como una compensación a la hipocalcemia
           • o como una deficiencia en vit D o una nefropatía crónica
   • Hipoparatiroidismo
     • Deficiencia de la secreción de PTH inactivándose los osteoclastos casi por completo y deteniéndose el intercambio de iones de Ca en los osteocitos
   • Raquitismo (carencia de vitmaina D)
     • Concentraciones plasmáticas de Ca y de fosfato disminuyen en el raquitismo
       • especialmente las de fosfato que son muy bajas, debido a que se estimula la reabsorción de Ca por los túbulos y el mecanismo de fosfato de reabsorción no es muy efectivo
     • El raquitismo debilita los huesos
       • Durante el raquitismo prolongado, se fomenta la resorción ósea por un notable aumento de PTH
         • además aumenta la actividad osteoblástica generando nuevo osteoide que no calcifica porque el Ca y el fosfato son insufientes
     • Produce Tetania
   • Osteomalacia
     • Enfermedad degenerativa de los huesos producida por la deficiencia de vit D en la edad adulta