28/01/2023 19:02

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METABOLISMO DEL CALCIO

METABOLISMO DEL CALCIO

EL CALCIO ES UN IÓN ESENCIAL PARA DIFERENTES FUNCIONES FISIOLÓGICAS DEL MORGANISMO COMO: EN LA COAGULACIÓN SANGUÍNEA, EN LA CONTRACCIÓN MUSCULAR, EN LA FUNCIÓN NERVIOSA, EN LA ESTABILIDAD DE LAS MEMEBRANAS, EN LA EXCITABILIDAD, COMO COFACTOR ENZIMÁTICO, EN LA SECRECIÓN, EN LA ACCIÓN HORMONAL, EN EL ESQUELETO ÓSEO, EN EL CRECIMIENTO CRECIMIENTO, EN LA DIVISIÓN CELULAR, ETC.

OBJETIVOS

  1. Conocer las funciones del calcio en el organismo.
  2. Conocer la distribución del calcio en el organismo.
  3. Entender que el equilibrio, la ganancia o la pérdida de este ion por parte del organismo es el resultado del balance entre la absorción intestinal, la resorción ósea y la reabsorción renal.
  4. Conocer la fisiología ósea relacionada con el calcio y el fosfato.
  5. Diferenciar la osteolisis osteocítica de la resorción ósea.
  6. Entender el significado funcional de la fracción libre y de la unida a proteínas de estos iones.
  7. Conocer el metabolismo óseo y entender el papel del hueso en la regulación de la calcemia.
  8. Conocer las hormonas que regulan la calcemia y diferenciarlas de aquellas que participan en el metabolismo del hueso pero no lo hacen en la regulación de la calcemia y la fosfatemia.
  9. Entender que hormonas relacionadas con el calcio pueden producir hipercalcemia y cuales no.
  10. Entender la regulación integrada del calcio.
  11. Conocer la respuesta global del organismo ante una disminución del calcio.

 CALCIO

Respecto al calcio (figura  1), en el organismo hay unos 1100 gramos. Representa un 2% del peso corporal. Aproximadamente el 99% se encuentra almacenado en el hueso y el 1% restante (11g) se encuentra repartido entre el líquido extracelular y el líquido intracelular.

homeostasis calcio, fósforo y magnesio

Figura 1: Distribución del calcio en los compartimentos líquidos del organismo.

De estos 11 gramos en el LEC tenemos 900 mg (22,5 mmol) (8,2 % del calcio no óseo) de los que 500 (12,5 mmol) se encuentran en el plasma y el resto en el líquido intersticial (10 mmol). Los otros 10,1 g de calcio ( 91,8 % del calcio no óseo) se encuentran en el compartimento intracelular. En el citosol la cantidad de calcio libre es mínima (en el orden de 10– 7 M) en condiciones de reposo celular, dado que actúa como segundo mensajero. Por tanto, el calcio citosólico se encuentra como calcio secuestrado en el retículo endoplásmico y mitocondrias (0,2×10 -4 M ) y unido a proteínas ligando (1,5×10 – 3 M ).

calcio

Figura 2: Balance orgánico del calcio.

Del calcio plasmático el 60% se encuentra en forma  difusible: un 50% en forma iónica y un 10% formando complejos con aniones como el bicarbonato, citrato, fosfato y lactato. Y un 40% en forma no difusible, unido a distintas proteínas donde el 90% va unido a la albúmina. Por otra parte la ionización de estas proteínas va a determinar la proporción entre el calcio unido (no difusible) y el calcio libre (difusible). Esta ionización depende del pH plasmático de forma que si este pH disminuye (más ácido) disminuye la capacidad fijadora de la albúmina con respecto al calcio, aumentando el calcio difusible. Por cada disminución de 0,1 del pH ionizado el calcio libre aumenta aproximadamente 0,05 mmol/l. En general, cada g/dl de albúmina se une aproximadamente a 0,2 mmol/l (0,8 mg/dl) de calcio[1]Calcio. The Lancet 1998; 352:306-311.. Figura 2.

El balance neto de calcio (figura 2) en un adulto arquetipo fisiológico es cero, es decir lo mismo que entra por la dieta se elimina por los diferentes sistemas de excreción, salvo en los niños en crecimiento, la mujer embarazada y en lactancia, donde entra más de lo que se excreta. La única vía de entrada es la nutricional pero la excreción se hace a través de las heces, orina y sudor.

La ingesta mínima de calcio se recomienda que sea de unos 800 a 1000 mg/día. Del ingerido el sistema digestivo es capaz de absorber el 30% en el duodeno  (favorecido por su pH ácido), el yeyuno y el íleon, absorción que se ve reducida por la presencia de fitatos y oxalatos y la propia cantidad de calcio ingerido (relación inversa). Un escaso porcentaje se absorbe por difusión simple, paracelular y no saturable, y la mayor parte mediante un proceso de absorción transcelular fisiológicamente regulado por la vitamina D, que estimula su paso tanto mediante acciones genómicas (síntesis de proteínas transportadoras) como no genómicas[2]Calcium, magnesium, and phosphorus: intestinal absortion. En: Favus MJ, ed. Primer on the metabolic bone diseases and disorders of mineral metabolism. Philadelphia: Lippincott-Ravent, 1996; 41-49..

El principal regulador de la absorción intestinal del calcio es el calcitriol[3]Structure-function relationships in the vitamin D endocrino system. Endocr Rev 1995; 16:200-257.[4]Newly identificated actions of the vitamine D endocrine system. Endocrine Rev 1992; 13:719-764.. El contenido de fósforo de la dieta tiene un efecto importante en la absorción de calcio: una ingestión elevada de aquél disminuye la absorción cálcica. Sin embargo, la deficiencia de fosfato incrementa la absorción de calcio. Estas modificaciones en la absorción parecen estar mediadas por modificaciones en la síntesis de calcitriol y por la formación de complejos insolubles que dificultan la absorción. La hormona de crecimiento, los estrógenos, la PTH, la calcitonina y la furosemida también incrementan la absorción de calcio, mientras que lo disminuyen los glucocorticoides, la hormona tiroidea y las tiacidas[5]Calcium, magnesium, and phosphorus: intestinal absortion. En: Favus MJ, ed. Primer on the metabolic bone diseases and disorders of mineral metabolism. Philadelphia: Lippincott-Ravent, 1996; 41-49.[6]Parathyroid hormone: biochemycal aspects of biosynthesis, secretion, action and metabolism. Physiol Rev 1984; 64:985-990..

El hueso constituye la principal reserva de calcio del organismo; sin embargo, la regulación del intercambio del calcio entre el plasma y el hueso no se conoce exactamente. En los adultos, aproximadamente un 5% del hueso cortical y un 30% del trabecular son reemplazados en un año[7]Fisiología del metabolismo mineral. Medicine 1993; 6:1.336-1.349..

Los osteoblastos son las células responsables de la formación ósea, sintetizan numerosas proteínas óseas que se sitúan a su alrededor y constituyen el osteoide o tejido óseo sin mineralizar. El osteoblasto se transforma en osteocito, la célula ósea madura y se mineraliza. Los osteoclastos derivan del sistema monocito macrofágico e intervienen en los procesos de resorción ósea. El contenido mineral óseo se hace utilizable mediante dos mecanismos: la osteólisis osteocítica y la resorción osteoclástica. El primer proceso se produce por movilización del contenido mineral, pero sin destrucción del hueso, y en el segundo intervienen los osteoclastos y se produce una destrucción del tejido óseo[8]Mineral metabolism and metabolic bone disease. En: Greenspan FS, Strewler GJ, eds. Basic and clinical endocrinology (5.a ed). New Jersey: Appleton & Lange, 1997; 263-274..

Aunque ambos procesos son importantes en la homeostasis mineral, la exacta proporción en la participación de ambos procesos no se conoce; probablemente su importancia difiera según el grado y la duración de los estímulos sobre el hueso. La acción de las hormonas calciotrópicas a nivel óseo es compleja y no se ha dilucidado por completo la secuencia de estas acciones. Así, aunque la PTH produce aumento de la resorción ósea, sólo parece tener receptores a nivel de los osteoblastos[9]Anabolic actions of parathyroid hormone on bone. Endocrine Rev 1993; 14:690-709.; el calcitriol, que también presenta receptores a nivel de osteoblastos, favorece la diferenciación de los osteoclastos a partir de sus precursores, y la calcitonina tiene una acción inhibitoria sobre los osteoclastos[10]Mineral metabolism and metabolic bone disease. En: Greenspan FS, Strewler GJ, eds. Basic and clinical endocrinology (5.a ed). New Jersey: Appleton & Lange, 1997; 263-274..

El riñón en su proceso continuo de depuración plasmática y bajo el control del calcitriol y la PTH, elimina por la orina una parte del calcio (filtra 10.000 mg/día), que junto con las pérdidas producidas en el sudor y las contenidas en las secreciones gastrointestinales, determinan la salida total de este ion. Sólo el calcio plasmático no ligado a proteínas (60 %) es filtrado al nivel glomerular (10 g/24h del que se excreta sólo 175 mg/24h). El 70% del calcio ultrafiltrado se reabsorbe en el túbulo proximal, al nivel intercelular, condicionado por diferencias de concentración y de potencial y mediante transporte celular activo (ATPasa magnesio dependiente e intercambio Na/Ca). El 20% del calcio filtrado es reabsorbido en el asa de Henle por diferencias de potencial subsecuentes a la acción de la bomba Na/K e intercambio Ca/NaLos diuréticos de asa disminuyen la reabsorción de calcio al disminuir el potencial positivo intraluminal. Tanto en TP como en AHAG esta reabsorción es independiente a hormonas. En el túbulo contorneado distal se reabsorbe aproximadamente un 8% del calcio filtrado de forma activa, siendo el segmento donde se produce la mayor regulación de la excreción de calcio. Al final solo se excreta menos del 2% del calcio filtrado. En total se reabsorbe entre un 98 a un 99% del calcio filtrado al día.

Además de este control en la entrada y salida del sistema, existe un ajuste de los niveles plasmáticos determinado por la regulación hormonal en el intercambio entre el plasma y el hueso. En el hueso existe un almacenamiento estable en forma de hidroxiapatita que forma parte de la estructura ósea o esquelética. Además existe un almacenamiento menos estable o intercambiable en equilibrio con el plasma formado por el líquido intersticial que baña a los osteoblastos y osteoclastos y forma parte de los canalículos existente entre las lagunas ocupadas por éstos. En estos canalículos hay una concentración de calcio y fósforo procedente de la actividad osteoclástica responsable de la continua remodelación ósea.

Existe un flujo bidireccional plasma-hueso de unos 500 mg/día.

HOMEOSTASIS DEL CALCIO, FÓSFORO Y MAGNESIO

La concentración del ion calcio en sangre (calcemia) es constante y se encuentra controlada por mecanismos homeostáticos.

Los flujos existentes entre el plasma y eldormo principal órgano de almacén y fuente endógena, el sistema digestivo como vía de entrada y la excreción por las diferentes vías mencionadas (figura 3), modifican los niveles plasmáticos de estos iones; de su constancia plasmática se encargan tres hormonas específicas: la parathormona (PTH), la calcitonina (CT) y el calcitriol, las cuales actúan en el intestino, riñón y hueso. Hormonas como el cortisol, la GH, HT, insulina, IGF-1 y estrógenos modulan los equilibrios entre el calcio plasmático y el calcio no plasmático.

Homeostasis del calcio, fósforo y magnesio

Figura 3: HOMEOSTASIS DEL CALCIO, FÓSFORO Y MAGNESIO.

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