Sistema endocrino 6. Metabolismo del calcio e del fosfato, ormone paratiroideo, calcitonina, vitamina D Prof. Carlo Capelli Fisiologia Generale e dell’Esercizio Facoltà di Scienze Motorie, Università di Verona
Sistema endocrino 6. Metabolismo del calcio e del fosfato,
ormone paratiroideo, calcitonina, vitamina D
Prof. Carlo Capelli Fisiologia Generale e dell’Esercizio
Facoltà di Scienze Motorie, Università di Verona
Obiettivi • Metabolismo del calcio e del fosforo e vitamina D: distribuzione
corporea e plasmatica del calcio e del fosforo • Azioni fisiologiche del calcio e del fosforo • Ricambio gornaliero del calcio, tessuto osseo e omeostasi del
calcio e del fosfato, formazione e rimodellamento del tessuto Osseo, massa ossea e età
• Metabolismo del calcio - il paratormone, sintesi e secrezione di PTH, metabolismo del calcio e PTH, PTH-tessuto osseo-rene-intestino
• La vitamina D, 2, la vitamina D, D3 e concentrazione di Ca++ • Calcitonina e metabolismo calcio e fosforo
• Il calcio legato alle proteine plasmatiche NON è filtrabile
Distribuzione corporea e plasmatica del calcio e del fosforo
• Il calcio è regolato a livello intestinale e renale: la quantità di calcio assorbita e secreta a livello intestinale varia in funzione dell’apporto dietetico e della necessità dell’organismo (ne assumo una quota fissa, non una % fissa)
Ricambio gornaliero del calcio
• Tessuto osseo: è il principale deposito di calcio e fosfato nell’organismo.
• Porzione minerale: Idrossiapatite: Ca10(PO4)6 (OH)2
• La porzione minerale è 1/5 del volume e 1/2 del peso dell’osso
• Matrice organica: Fibre collagene e proteoglicani
Tessuto osseo e omeostasi del calcio e del fosfato
• La formazione ed il riassorbimento del teesuto osseo sono continui
• (RIMODELLAMENTO del 100% in un anno nel bambino e del 18% nell’adulto)
• Osteoblasti: sintetizzano e depositano collagene, questo forma la matrice ossea (OSTEOIDE) sulla quale si deposita la frazione minerale (i cristalli di idrossiapatite)
• Perchè il processo funzioni le concentrazioni di calcio e fosfato ematiche devono essere “normali”
Formazione e rimodellamento del tessuto osseo
• La massa ossea aumenta in funzione dell’età fino ai 20-30 anni (la velocità di formazione supera la velocità di riassorbimento)
• Il picco di massa ossea è maggiore nei maschi che nelle femmine (la pendenza è maggiore in M che in F).
• A 30-50 anni la formazione è uguale al riassorbimento
• Dopo i 50 anni la velocità del riassorbimento supera quella di formazione: la perdita di massa ossea è maggiore nelle femmine che nei maschi (pendenza maggiore in F che in M)
Massa ossea e età
Metabolismo del calcio - Il Paratormone
• L’ormone paratiroideo (PTH) è una proteina (84 aa) derivata da un pro-ormone che deriva, a sua volta da un pre-pro-ormone
• Sintetizzato dalle cellule principali della paratiroide
Sintesi e secrezione di PTH
• Sono stimolate dalla diminuzione della concentrazione della quota ionizzata del calcio plasmatico - ipocalcemia
• Sono inibite dall’aumento della concentrazione della quota ionizzata - ipercalcemia
• Il PTH è un ormone con tre organi bersaglio: intestino, rene e osso
• La stabilità della calcemia è assicurata dal PTH tramite un’azione diretta a livello dell’osso e del rene e tramite un’azione indiretta a livello dell’intestino tramite la vitamina D3.
• Il PTH influenza contemporaneamente anche il metabolismo del fosfato inorganico
Metabolismo del calcio e PTH
• Favorisce il riassorbimento osseo • attivazione degli osteoclasti (azione indiretta mediata dalle citochine liberate dagli osteoblasti, i soli ad avere recettori per PTH e D3) • inibizione degli osteoblasti e della sintesi di matrice organica osteoide
PTH-tessuto osseo-rene-intestino
• Riduce la clearance renale del calcio-aumenta quella dei fosfati • stimola il riassorbimento del calcio nel TCD e nel tratto ascendente spesso dell’ansa di Henle • esercita anche un’azione indiretta mediante il calcitriolo che stimola nelle cellule tubulari renali la sintesi di una proteina vettrice del calcio • riduce il riassorbimento nel TCP di fosfati (fosfaturia)
• Stimola l’assorbimento intestinale del calcio • Azione indiretta tramite vitamina D3
Concentrazioni di C++ e fosfato dopo infusione di PTH
• Aumento della concentrazione plasmatica di calcio
• Diminuzione della concentrazione plasmatica del fosfato
1. La vitamina D
• La vitamina D3 (colecalciferolo) è prodotta nella cute in presenza di raggi UV a partire dal 7-dei-drocolesterolo
• Vitamina D2 (ergocalciferolo) di origine alimentare
• A livello del fegato e del rene i pro-ormoni D2 e D3 vengono trasformati nella forma attiva per idrossilazione in posizioni 1, 24 e 25
• (patologie epatiche o renali possono
influire negativamente sul metabolismo di calcio e fosfato)
2. La vitamina D
• A livello del fegato e del rene i pro-ormoni D2 e D3 vengono trasformati nella forma attiva per idrossilazione in posizioni 1, 24 e 25
• A livello renale, il PTH stimola l’enzima renale 1-idrossilasi che trasforma il 25-(OH)D3 in 1,25-diidrossicalciferolo o calcitriolo
• L’idrossilasi epatica è stimolata dagli estrogeni; quella renale è anche stimolata dalla ipocalcemia e dalla ipofosfatemia
D3 e concentrazione di Ca++
• L’ipocalcemia stimola la secrezione di PTH
• PTH stimola la sintesi di 1,25(OH)2D3
• Ormone prodotto dalle cellule C della tiroide (cellule parafollicolari)
• Azione antagonista del PTH a livello del tessuto osseo per quanto concerne il calcio
• inibisce riassorbimento del calcio mentre il PTH lo favorisce) • agonista per quanto riguarda il riassorbimento del fosfato (lo inibisce così come il PTH)
• La sua secrezione aumenta se aumenta la concentrazione plasmatica di calcio: effetto IPOCALCEMIZZANTE
• la calcitonina diminuisce anche la concentrazione plasmatica del fosfato
• Importanza fisiologica controversa
Calcitonina
PTH: (Ca++ )p e (HPO4 -- )p RENE e OSSO
1-25OH-D: (Ca++ )p e (HPO4 -- )p INTESTINO e OSSO
Rene: regolazione rapida; Intestino: regolazione lenta: risposte compensatorie per difendere la massa ossea
Metabolismo calcio e fosforo - Sinossi
• Iperparatiroidismo: (tumore benigno di una o + ghiandole paratiroidi) • Iperproduzione di PTH. • Ipercalcemia e Ipofosfatemia • Calcolosi renale • Massivo riassorbimento osseo: fratture, dolore, deformità • Ipercalcemia: alterazioni della trasmissione nervosa, astenia muscolare, diminuzione della motilità intestinale
• Ipocalcemia: alterazioni della trasmissione nervosa, intorpidimento, parestesie, contrazioni tetaniche della muscolatura di mani, piedi e laringe (pericolosa)
• Rachitismo: carenza di D3 (osteomalacia nell’adulto)
Fisiopatologia
• 17-estradiolo (estrogeno) regola il bilancio tra processo di neoformazione e rassorbimento osseo
• osteoporosi da post menopausa con riduzione dell’altezza (e cifosi) per riduzione dello spessore vertebrale
• perdita in proporzioni uguali di minerali e matrice organica Fragilità delle ossa e alto rischio di fratture (specie nelle ossa lunghe: femore)
• Allettamento e voli spaziali provocano osteoporosi: la formazione dell’osso dipende dal carico applicato: se questo diminuisce il riassorbimento può superare la formazione
• L’ eccesso di glucocorticoidi (sindrome di Cushing ) riduce i livelli plasmatici di calcio e può portare ad osteoporosi (facilitano il riassorbimento dell’osso)
• GH e le somatomedine favoriscono sia l’escrezione di calcio che il suo assorbimento intestinale
• Gli ormoni tiroidei possono portare a ipercalciemia e osteoporosi
Metabolisomo osseo e sistema endocrino